耐火材料行業(yè)檢測應(yīng)用解決方案

時(shí)間：2024-10-16作者：江蘇天瑞儀器股份有限公司瀏覽：215

一、耐火材料的簡介

耐火度**1580℃的無機(jī)非金屬材料。耐火度指耐火材料錐形體試樣在沒有荷重情況下，抵抗高溫作用而不軟化熔倒的攝氏溫度。耐火材料與高溫技術(shù)相伴出現(xiàn)，大致起源于青銅器時(shí)代中期。中國東漢時(shí)期已用粘土質(zhì)耐火材料做燒瓷器的窯材和匣缽。20世紀(jì)初，耐火材料向高純、高致密和高溫制品方向發(fā)展，同時(shí)出現(xiàn)了不需燒成、能耗小的不定形耐火材料和耐火纖維?，F(xiàn)代，隨著原子能技術(shù)、空間技術(shù)、新能源技術(shù)的發(fā)展，具有耐高溫、抗腐蝕、抗熱振、耐沖刷等綜合優(yōu)良性能的耐火材料得到了應(yīng)用。

（一）耐火材料的分類

耐火材料種類繁多，通常按耐火度高低分為普通耐火材料（1580～1770℃）、**耐火材料（1770～2000℃）和特級耐火材料（2000℃以上）；按化學(xué)特性分為酸性耐火材料、中性耐火材料和堿性耐火材料。此外，還有用于特殊場合的耐火材料。

現(xiàn)在對于耐火材料的定義，已經(jīng)不僅僅取決于耐火度是否在1580℃以上了。目前耐火材料泛指應(yīng)用于冶金、石化、水泥、陶瓷等生產(chǎn)設(shè)備內(nèi)襯的無機(jī)非金屬材料。


（二）不同耐火材料的化學(xué)組成成分

酸性耐火材料以氧化硅為主要成分，常用的有硅磚和粘土磚。硅磚是含氧化硅93％以上的硅質(zhì)制品，使用的原料有硅石、廢硅磚等，其抗酸性爐渣侵蝕能力強(qiáng)，荷重軟化溫度高，重復(fù)煅燒后體積不收縮，甚至略有膨脹；但其易受堿性渣的侵蝕，抗熱振性差。硅磚主要用于焦?fàn)t、耐火材料熔窯、酸性煉鋼爐等熱工設(shè)備。粘土磚以耐火粘土為主要原料，含有30％～46％的氧化鋁，屬弱酸性耐火材料，抗熱振性好，對酸性爐渣有抗蝕性，應(yīng)用廣泛。

中性耐火材料以氧化鋁、氧化鉻或碳為主要成分。含氧化鋁95％以上的剛玉制品是一種用途較廣的優(yōu)質(zhì)耐火材料。以氧化鉻為主要成分的鉻磚對鋼渣的耐蝕性好，但抗熱振性較差，高溫荷重變形溫度較低。碳質(zhì)耐火材料有碳磚、石墨制品和碳化硅質(zhì)制品，其熱膨脹系數(shù)很低，導(dǎo)熱性高，耐熱振性能好，高溫強(qiáng)度高，抗酸堿和鹽的侵蝕，不受金屬和熔渣的潤濕，質(zhì)輕。廣泛用作高溫爐襯材料，也用作石油、化工的高壓釜內(nèi)襯。

堿性耐火材料以氧化鎂、氧化鈣為主要成分，常用的是鎂磚。含氧化鎂80％～85％以上的鎂磚，對堿性渣和鐵渣有很好的抵抗性，耐火度比粘土磚和硅磚高。主要用于平爐、吹氧轉(zhuǎn)爐、電爐、有色金屬冶煉設(shè)備以及一些高溫設(shè)備上。

在特殊場合應(yīng)用的耐火材料有高溫氧化物材料，如氧化鋁、氧化鑭、氧化鈹、氧化鈣、氧化鋯等，難熔化合物材料，如碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和硫化物等；高溫復(fù)合材料，主要有金屬陶瓷、高溫?zé)o機(jī)涂層和纖維增強(qiáng)陶瓷等。

二、耐火材料行業(yè)的技術(shù)指標(biāo)要求

通常，耐火材料要求測試元素為Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Ti、Mn、Fe、Zr。其中，Al、Si、Zr為關(guān)注元素。
另外，該行業(yè)對Al的檢測誤差小于0.5%，對Si的檢測誤差小于0.5%，對Zr的檢測誤差小于0.3%。

三、耐火材料行業(yè)的應(yīng)用解決方案

X熒光光譜儀對耐火材料行業(yè)的進(jìn)廠原料、耐火材料成品的元素組成成份具有很好的分析效果。這里以WDX系列X熒光光譜儀對耐火材料行業(yè)進(jìn)廠原料（硅石、礬土）及耐火材料成品的重復(fù)性測試為例，介紹耐火材料行業(yè)的應(yīng)用解決方案。

（一）硅石的重復(fù)性測試

行業(yè)要求如下表：



（二）礬土的重復(fù)性測試

行業(yè)要求如下表：



由以上測試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，樣品重復(fù)測量11次的標(biāo)準(zhǔn)偏差符合客戶的要求，這也證明了X熒光光譜儀具有較高的測試精度，可以滿足耐火材料行業(yè)樣品測量穩(wěn)定性要求。

（三）耐火材料各元素檢出限

針對該行業(yè)的檢測要求，實(shí)驗(yàn)得出各元素檢出限數(shù)據(jù)如下：
Na：0.01%
Mg：0.01%
Al：0.008%
Si：0.008%
K ：0.005%
Ca：0.005%
Ti：0.005%
Mn：0.005%
Fe：0.005%
Zr：0.005%

四、適用儀器

目前我公司針對耐火材料行業(yè)有WDX-200、WDX-400、WDX-400E、EDX3600B、EDX6000B五種種型號X熒光光譜儀。

五、WDX系列X熒光光譜儀的顯著優(yōu)點(diǎn)

1、準(zhǔn)直器技術(shù)：分光準(zhǔn)直器采用的技術(shù)，屬良好。
2、多路多道譜儀的全譜采集：WDX型X熒光分析儀在X熒光分光系統(tǒng)設(shè)計(jì)、多路多道譜儀的全譜采集和檢測技術(shù)等方面均具有創(chuàng)性，有效地提高了儀器的計(jì)數(shù)率和穩(wěn)定性；同時(shí)，該技術(shù)的采用，使每位操作人員都可以簡單直觀的判斷儀器的工作狀態(tài)，有效防止不可靠分析數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。屬良好。
3、創(chuàng)短光路：在同樣的測量精度下，采用固定分光道，可以使用小功率X光管，免除了大功率X光管復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)，提高了儀器的可靠性，WDX系列X熒光分析儀在吸收技術(shù)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)短光路，減小了X光管的功率，延長X光管的使用壽命，簡化了冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。大幅度降低了維護(hù)維修成本。屬良好。
4、故障自動檢測裝置：的故障自動檢測裝置，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控儀器參數(shù)，并自動報(bào)警。屬良好。
5、安全有效的自動保護(hù)裝置：冷卻系統(tǒng)和電路系統(tǒng)由底層工業(yè)級PC104系統(tǒng)控制，有效保護(hù)X光管。
6、全中文軟件：操作簡單對操作人員無特殊要求；避免操作人員英語差而導(dǎo)致誤操作。（國外儀器的漢化軟件功能不兼容，有死機(jī)現(xiàn)象，故一般都使用英文版本，對操作人員要求很高）
7、關(guān)鍵部件：X光管選用世界*生產(chǎn)商美國VARIAN；分光晶體采用TAP、PET、InSb、Ge、LiF等平彎結(jié)合配置，保證了各元素的測量精度對于Na、Mg元素選用高檔的多層膜晶體，有效防止晶體受潮。
8、操作和通訊系統(tǒng)：WINDOWS XP中文操作系統(tǒng)；光譜儀全面自動化控制的*操作系統(tǒng)視窗軟件；包含有應(yīng)用于在線遠(yuǎn)距離儀器診斷服務(wù)所需要的硬件和軟件；
9、*操作系統(tǒng)：允許用戶使用鍵盤或鼠標(biāo)簡單地進(jìn)行日常分析工作，同時(shí)它是功能強(qiáng)大的、操作便捷的操作系統(tǒng)；包含分析條件預(yù)編程技術(shù)，允許用戶各種預(yù)編程條件，豐富、強(qiáng)大、靈活的分析管理功能；用戶自定義分級密碼；在線標(biāo)準(zhǔn)化功能，產(chǎn)品質(zhì)量自動判定功能；包含多種分析結(jié)果輸出格式模板，脫機(jī)計(jì)算功能，質(zhì)量控制系數(shù)計(jì)算功能等。
10、流氣密度穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)：流氣密度穩(wěn)定調(diào)節(jié)系統(tǒng)改被動調(diào)節(jié)為主動調(diào)節(jié)，顯著地提高了控制精度，提高了峰位及元素含量檢測的穩(wěn)定性與重復(fù)性；(該技術(shù)已申請國家)
11、熒光信號采集卡：改進(jìn)了熒光信號采集卡性能，提高了峰位判定精度、峰位漂移校正的可靠性和有效性，改進(jìn)了光路機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證了儀器的長期可靠運(yùn)行。
12、漂移校正：增加了校驗(yàn)樣校正儀器長期漂移的方法，*修正工作曲線即可簡單可靠地校正儀器；固定分光道不需要復(fù)雜的測角系統(tǒng)，不需要定期對分光光路進(jìn)行校準(zhǔn)，使得儀器的操作加簡單，降低對儀器操作人員的技術(shù)要求。屬良好。
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