耐火砖在正常使用条件下非常坚固耐用,但其本质属于脆性材料,在受到不当的机械冲击、挤压或急冷急热时,确实容易破损或碎裂。
1.为什么说它“坚固”?
高强度耐压:耐火砖被设计用来在高温下承受巨大的压力。例如,高炉、焦炉中的耐火砖需要承受上方数十米高物料的巨大重量。它的常温耐压强度和高温耐压强度是衡量其质量的重要指标,数值通常很高。
结构稳定:在稳定的高温环境下,优质的耐火砖能长期保持其结构完整性,不会软化、熔化或粉化。
这主要源于其“脆性材料”的特性,类似于陶瓷或玻璃。它在受到以下类型的力时容易损坏:
机械冲击:这是最常见的原因。用锤子敲击、搬运时不小心掉落、或者被重物砸到,都很容易导致耐火砖崩角、开裂甚至碎成几块。
局部应力/挤压:如果安装不平整,某一点或某一线受到不均匀的挤压,会产生巨大的局部应力,超过其强度极限,导致砖体断裂。
热震(急冷急热):这是耐火砖在使用中最常遇到的挑战。当温度急剧变化时,砖体内部和外部收缩膨胀不一致,会产生巨大的内应力。如果这种应力超过了砖的强度,就会导致砖表面剥落、开裂或整体炸裂。
例子:向一个炽热的炉膛内突然投入冷的工件,或者冷空气大量涌入,都极易造成耐火砖的损坏。
磨损:虽然不算“碎”,但在高速气流或物料的冲刷下,耐火砖表面会不断被磨损,这也可以看作是一种缓慢的“碎裂”过程。
耐火砖的种类繁多,其抗热震性和强度也各不相同:
粘土砖:抗热震性较好,但强度和耐火度相对较低。
高铝砖:强度和耐火度比粘土砖高,但抗热震性通常稍差。
硅砖:脆弱,抗热震性极差,但高温下强度很高。主要用于焦炉、玻璃熔窑等温度稳定的场合,最怕温度波动。
镁砖:强度和耐火度高,但抗热震性差,对温度急剧变化极为敏感。
耐热震特种砖:一些特殊设计的耐火砖,通过添加特殊成分或形成微观裂纹结构,具有极佳的抗热震性,不容易因温度变化而碎裂。
耐火砖是高强度但脆性的材料。它不怕稳定的高温和均匀的压力,但怕撞、怕摔、怕挤、怕温度骤变。
在实际使用中应注意:
搬运和储存:避免碰撞和掉落。
专业施工安装:确保砖缝均匀,避免产生局部应力。
严格遵守烘炉曲线:新砌筑或维修后的炉子,必须缓慢升温,让耐火砖内的水分缓慢排出并均匀受热,这是防止其“爆裂”的关键步骤。
平稳操作:在生产过程中,尽量避免温度的急剧波动。