YBT 6271-2024《高炉炭块抗水蒸汽侵蚀性试验方法》

ICS29.050CCSQ52YBTestmethodforwatervaporresistanceofcarbonblockforblastfurnace中华人民共和国工业和信息化部发布IXX/TXXXXX—XXXX本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国钢铁工业协会提出。本文件由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口。本文件起草单位：武汉科技大学、首钢京唐钢铁联合有限责任公司、湖北省耐火材料产品质量监督检验站、冶金工业信息标准研究院。本文件主要起草人：朱青友、陈艳波、尹玉成、王晓远、李亚伟、武建龙、刘志强、李宏伟、李亦韦、郑朋超、夏忠锋、张勇、纪鹏飞。本文件为首次发布。1XX/TXXXXX—XXXX高炉炭块抗水蒸汽侵蚀性试验方法警示：本文件并未规定使用过程中高温水蒸汽和一氧化碳可能引发的事故，使用者有责任自行建立合适的人身安全管理制度并确定其受限制的范围。本文件规定了高炉炭块抗水蒸汽侵蚀性试验方法的术语和定义、原理、仪器、试样制备、试验步骤、结果计算与评定和试验报告等。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1427炭素材料取样方法GB/T1431炭素材料耐压强度测定方法GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T8718炭素材料术语3术语和定义GB/T8718界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1抗水蒸汽侵蚀性watervaporresistance试样在高温下抵抗水蒸汽化学侵蚀的能力。4原理高温下，水蒸汽和高炉炭块发生反应，使其组成、结构和性能发生变化。根据外观和耐压强度变化率来评价高炉炭块抗水蒸汽侵蚀性。5设备与材料5.1试验炉2XX/TXXXXX—XXXX试验炉的示意图如图1所示。5.1.1试验炉能加热至1000℃,带有温度控制装置，温度波动范围±10℃,能够测量试验区的温度并连续记录，测温热电偶测温端距离中间试样表面10mm以内。5.1.2反应室应是一个密封的结构，能承受1000℃的温度，并采用试验条件下不与水蒸汽反应的材料制成。应有合适的尺寸保证试样在反应区内。5.1.3应安装水蒸汽进出管道，能承受1000℃的温度，应采用试验条件下不与水蒸汽反应的材料制成。5.1.4应在水蒸汽进气管道上安装流量仪表，精度为0.01kg/h。5.1.5应在出气管道上安装压力表和阀门，压力表的精度为0.5kPa。5.1.6应有安装试样的支架并能防止试样碎片掉到反应室底部。支架能承受1000℃的温度，应采用试验条件下不与水蒸汽反应的材料制成。注：适合做反应室与支架的材料包括某些等级的不锈钢。标引序号说明：1—真空阀门2—热电偶3—出气阀门4—出气管5—氮气阀门6—水蒸汽阀门7—水蒸汽流量计8—进气管9—试样10—试验炉外壳11—反应室12—试样支架13—反应室密封盖图1试验炉示意图5.2试验机3XX/TXXXXX—XXXX力传感器精度优于1%，推荐试样最大加载载荷至少在传感器量程的10%~90%之间。压头的直径不小于试样的直径。压头硬度至少为45HRC，表面粗糙度优于Ra0.4um，接触到样品的表面平行度不得大于0.05mm/100mm。5.3干燥箱室温~200℃,控温精度±5℃。5.4游标卡尺测量范围0mm~200mm，精度0.02mm。5.5真空泵能将反应室内压力抽至低于2.5kPa。5.6蒸汽发生器蒸发量不低于25kg/h。5.7氮气，纯度不小于99.5%。6试样制备6.1试样尺寸为的圆柱体，直径45mm±0.1mm，高度40mm±0.1mm。6.2按GB/T1427从同一批高炉炭块中取出3个样品。6.3从每个样品中制备2个试样，共计6个试样。6.4试样的平行度偏差不得大于0.1mm/100mm。6.5试样在110℃±5℃的干燥箱内烘干至恒重，冷却至室温备用，试验前应防受潮。7试验步骤7.1取3个由不同样品制备的试样，按GB/T1431规定检测耐压强度，并作好记录。剩余的3个试样按7.2—7.8进行水蒸汽侵蚀试验。7.2将试样放在支架上，保持试样与支架线接触且稳定，试样间间隔至少20mm，以利于水蒸汽流通，将反应室密封。7.3开启真空泵，抽真空至绝对压力小于2.5kPa，通入氮气至压力稳定于1kPa~3kPa，防止试样在升温过程中氧化。7.4接通试验炉电源，以5℃/min升温至300℃,然后以10℃/min升温至试验温度。7.5当温度达到750℃试验温度后，将反应室的气氛转换为水蒸汽，并调整水蒸汽进气阀和出气阀的开度使每64cm3试样体积的水蒸汽流量稳定于0.22kg/h至0.28kg/h范围内，且相对压力稳定于1kPa~3kPa。同时，记录时间和日期。XX/TXXXXX—XXXX7.6试验温度下保温50h，温度波动范围±10℃,切断试验炉电源，将反应室气氛切换为氮气且相对压力为1kPa~3kPa，防止试样在冷却过程中的氧化，随炉冷却。7.7将试样支架连同试样小心移出，拍照记录其外观。7.8试样置于110℃±5℃的干燥箱内烘干至恒重，冷却至室温，按GB/T1431规定检测耐压强度。8结果计算与评定8.1结果计算耐压强度变化率按下述公式计算：式中：P—耐压强度变化率，%，强度增加为“+”，强度下降为“-”；P0—试样侵蚀前的耐压强度，单位为兆帕（MPa）；P1—试样侵蚀后的耐压强度，单位为兆帕（MPa）；结果保留1位小数，计算取算术平均值。按GB/T8170规定进行修约。8.2结果评价炭块的抗水蒸汽侵蚀性根据试样外观和耐压强度变化率来对其抗水蒸汽侵蚀性能进行综合评价分为优（U）、良（L）和差（C）：（1）优（U）：3个试样外观均完整，强度下降率≤10%或强度增加；（2）良（L）：3个试样外观均完整，10%＜强度下降率≤30%；（3）差（C）：任一试样的外观不完整、有裂纹、表层疏松，或强度下降率＞30%。9试验报告试验报告中应至少包括以下内容：a)委托单位及日期；b)试样名称及编号；c)试样形状和尺寸；d)试验条件（温度、压力和时间）；e)侵蚀后的试样外观