Видеокурс по SIMATIC STEP 7


Огнеупоры и температурные напряжения

Два слоя огнеупора, находящиеся на расстоянии один от другого и отличающиеся температурой dt, характеризуются разностью деформаций αldt, где l – половина максимального размера изделия в плоскости, перпендикулярной градиенту температур.

Деформация сдвига, характеризуемая углом сдвига φ, равна , а напряжение сдвига произведению относительного сдвига или угла сдвига на модуль сдвига G (модуль II рода): .
Формула показывает, что температурные напряжения зависят не только от свойств материала (α, G), но и конфигурации огнеупорного изделия (1).

Величину определяют для различных случаев нагревания изделия; в первую очередь она зависит от теплофизических показателей огнеупора.

Если огнеупор находится в стационарных тепловых условиях, то перепад температуры внутри него определяется коэффициентом теплопроводности λ и величиной проходящего теплового по тока . Так работает футеровка большинства печей при стационарном тепловом режиме.

Однако наиболее высокие температурные напряжения возникают при нестационарных тепловых процессах — при нагреве и охлаждения кладки. В нестационарных тепловых условиях работает, например, кладка нагревательных колодцев или насадка регенераторов мартеновских печей. В этом случае величина , возникающая в определенные периоды нагрева или охлаждения, зависит от коэффициента температуропроводности.

Другими факторами, определяющими внутренний перепад температуры в изделии являются внешние условия подвода тепла, характеризуемые коэффициентом теплоотдачи α вт/ (м2•град).

Вполне естественно, что при искусственном обдувавши в особенно при погружении в воду (когда значение α становится весьма большим) величина повышается температурные напряжения в изделии возрастают.

Аналитически величину часто определяют сложными расчетами. Если процесс деформации футеровки протекает в течение времени, более длительного, чем τ, то напряжения в пластическом теле будут ниже, чем в упругом. В обратном случае пластичность не устранит разрушения футеровки.

Когда величина возникающего теплового напряжения превышает допустимую для огнеупорного материала, то наступает разрушение. Поэтому одним из показателей, влияющих на термическую стойкость огнеупора, является механическая прочность.

Суммируя все сказанное, можно отметить, что термическая стойкость огнеупоров повышается с увеличением теплопроводности (температуропроводности) и механической прочности и уменьшается с повышением коэффициента линейного расширения и модуля упругости.

Обработка экспериментальных результатов и построение линейных регрессионных зависимостей

По результатам механических испытаний получены регрессионные зависимости характеристик механических свойств многослойных сварных соединений...

Для изучения влияния выбранных форм кромок щелевой разделки на распределение твердости в поперечном сечении многослойных сварных соединений...

Алюмосиликатные огнеупоры составляют наиболее большую группу огнеупорных материалов, состоящих из кремнезема...