[发明专利]水泥窑用耐火砖挂窑皮性能检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测方法，具体涉及一种水泥窑用耐火砖挂窑皮性能检测方法。

背景技术

耐火砖作为水泥窑中常用的窑衬材料，是水泥窑系统不可缺少的结构材料和功能材料之一，它的设计和配置、施工和应用，以及相关的工艺和设备条件一起，共同对水泥窑的运转率、熟料产量，以及机组表面散热损失起决定性作用。

所谓的窑皮是附着在回转窑烧成带窑衬内表面的一层烧结熟料层，这种在耐火砖表面形成窑皮的能力，称为挂窑皮性。合适的挂窑皮性既可以保护耐火砖，降低窑衬消耗，充当传热介质，延长料在窑内反应时间，同时，又能储存热能，减少窑壳向周围的热损失，提高旋窑的热效率，进而对整个水泥窑工艺产生巨大的积极效果。因此，挂窑皮性是水泥回转窑烧成用耐火材料重要的性能之一，在水泥窑的运行过程中起有非常关键的作用。

由于各地原燃材料的质量状况及配料方案不同，窑皮与耐火砖热面的粘着强度也不同， 致使耐火砖的使用情况及效果千差万别。 过去，评价耐火砖热面与窑皮的粘着性，多以生产过程中的粘着情况来判断，如在点火运行初期，观察窑皮的粘着是否平整，粘着的难易及粘着层的厚度是否适中等，在运行一个周期停窑后， 实测窑皮的长度、厚度、平整性及窑皮自行垮落等情况； 有的则以耐火砖与窑皮界面的粘着面积大小来判断。 水泥企业使用以上方法对所选耐火砖的使用状况作出的定性评判，均不能准确、真实地体现出耐火砖的应用水平。因此，寻找能有效表征和量化水泥窑用耐火砖的挂窑皮性能检测方法成为亟需解决的问题。

近年来，国内外同行对于水泥窑用耐火砖挂窑皮性能检测方法进行了大量探索，大致可分为两种：动态法和一般静态法，其中动态法试验操作繁琐，且不能进行可量化检测；一般静态法无关影响因素多，实验可操作性不强，数据可重复性差，不能很好地反映水泥窑用耐火砖的实际挂窑皮性能。

发明内容

本发明目的在于提供一种可操作性强，可量化，数据重复性好的水泥窑用耐火砖挂窑皮性能检测方法——静态剪切法，该方法大大减小了误差带来的影响，能切实反映水泥窑用耐火砖的实际挂窑皮性能。

为方便量化挂窑皮性能，进一步定义，耐火砖挂窑皮力(Coating adherence strength of fire bricks)为规定尺寸的耐火砖试样，其单位面积的粘结面能够承受的最大剪切应力。

原理：在常温下，对已知尺寸的耐火砖试样以恒定缓慢的加荷速率施加负荷直至其粘结面断裂，根据试样粘结面断裂时所承受的最大载荷与粘结面面积的比值计算出耐火砖挂窑皮力。

本发明采用的技术方案包括以下步骤：

1. 耐火砖试样制备：

（1） 水泥生料浆配制：称取一定量的水泥生料，倒入研钵中研磨至全部通过0.088mm标准筛，再加入等量的丙三醇，混磨均匀后待用；

（2） 从待测耐火砖上切出长为50 mm、宽为 50 mm、高为120 mm的长方体3个，各边误差应不大于1 mm，长方体应边角垂直、无裂纹、表面平整、清洁；

（3） 如图1，于所切长方体的一个长方形面上，在其中一长边下端15~ 30 mm处取一点，另一长边上端相同距离处另取一点，划线连接两点，沿所述连线垂直于所述长方形面切出2块试块；同样方法，3个长方体均切出2块试块；将切好的试块置于电热鼓风干燥箱中105 ~115 ℃条件下干燥至恒重，然后冷却至室温；

（4） 取一定量水泥生料浆均匀涂抹在烘干后的1对耐火砖试块的斜切面上，如图2，粘结成原长方体状，并做成规定的1.5~2.5 mm砖缝，用刮刀刮去多余的料浆，组成1组试样；同样方法，共组成3组试样，其中所取水泥生料浆量不变。

2. 测试：

（1）待砖缝内料浆凝固后，将试样置于加热炉炉底，加热过程中按图2使用耐火砖支撑物保持试样粘结面水平放置，试样的加热包括以下步骤：

a) 加热炉炉底平撒上耐火细砂（高温下不与试样起作用）；

b) 将3组试样依次放入加热炉的均温带，试样间距及试样与均热板之间间距10~ 20 mm；无均热板时，试样与发热体之间的间距20~ 30 mm，且发热体的辐射热不直射试样的砖缝；

c) 加热时，炉内保持氧化气氛；按5 ℃/min的升温速率，加热至1450~1550 ℃后，保温3~5 h，停炉后自然冷却至室温；

（2） 用卡尺测量烧后耐火砖试样粘结面的纵向和横向尺寸各两处，精确到0.1 mm，求出每个方向尺寸的平均值，计算粘结面面积A；