摘要：随着人们对钢铁的需求量越来越高，对耐火材料的需求也随之上升。当前我国在耐火材料的生产数量位居世界前列，但是在耐火材料的质量检测方面，行业间的标准却并未得到统一，标准更新与企业实际生产的产品之间并未得到匹配。只有在深入了解了我国耐火材料的检测技术的现状后，才能明确后续检测技术的发展方向。基于此，文章对耐火行业新兴的几类检测技术进行了论述，并对检测技术的利弊分别进行了分析，希望可以为同行业未来检测技术的研究方向提供几点。

1引言

耐火材料质量的评价主要依据其性能的检测。耐火材料性能的检测是指在一定的控制条件下检测出来的耐火材料的质量水平。正确的性能检测可以正确评价耐火材料的实物质量。通过性能检测，找出各种因素与质量的关系，从而提出改进质量的途径并评价其效果，这对优化材料的组成和结构，改进生产工艺，提高质量是很有帮助。通过提高耐火材料的性能检测能力，从而使得增强耐火材料质量检测技术成为推进行业发展的一种重要促进手段。近几年，耐火材料新技术检测呈不同方向发展，本文对实际生产应用中一些耐火材料检测和监控的方法进行了整理，论述了模拟使用现场的新检测技术、在线检测技术以及施工应用检测技术方面的应用情况。分析了实际检测过程中的局限性，并对检测技术未来的发展趋势进行了预测。

2质量检测技术发展方向

2.1模拟使用现场的新检测技术

小规模工业试验开展的目的是检验材料实用性情况。由于在实验室中进行的实验具有一定的偶然性，不能代表整个实验的结果，所以，在当今的耐火材料检验的过程中，往往都是厂家自行模拟实际情况来进行实验的开展。耐火材料检验作为专业性很强的实用技术，因基础数据比较缺乏，难以建立起性能指标与使用寿命的对应关系以及性能与生产工艺、组成、结构之间的相关关系，很少有确定的数学模型。比如回转抗渣试验方法由于存在如下的技术问题而使其权威性大打折扣。

(1)测量温度为液面或炉内烟气的温度，并非炉渣接触处与耐火材料的实际温度，尤其对于热导率较大的耐火材料，这种不真实性的温度对试验结果影响很大。

(2)对不同品种类的耐火材料比较时，因热导率的差异使其界面温度不一样，尤其是炉渣在耐火材料中的渗透受其影响更大，而大多数使用条件没有如此大的温度梯度。也就是说，所测炉渣渗透比实际使用中小很多，热导率越大的耐火材料这种差别越大;

(3)炉渣粘度大时，试验砖表面粘渣对测量结果的精确度影响很大。

其它使用性能检测方法的模拟效果就更差了。因为大多数为静态的，即使是动态方法，其试验条件与实际的使用条件差别也较大。在使用性能的检验方法中，除抗渣试验方法以外的其他抗熔体腐蚀性试验方法很是缺乏。性能测试条件很有限，无介质或空气环境检测的方法居绝大多数，这将影响测试结果的针对性。

由于进行现场模拟时需要大量投入，模拟的成本较大，因此应当开发特殊气氛或环境下耐火材料性能的检测方法和检测设备，同时也能够衍生出一种新的现场检测技术。如以下几种情况：①为了寻找代替热震抗渣实验的替代物质，选用了在废钢所炼制的钢水中进行实验的替代。②模拟施工时，由于没有大型设备，所以选用了小型喷补机来代替大型的设备，为的是模拟检验施工性能是否达标。③模拟直接炼钢的过程。通过使用高温性能模拟仪等相关设备，在试验的过程中，根据所得出的数据，能够测算出耐火材料的相关性能指标，例如热震，抗侵蚀，耐磨，强度，抗冲刷等一系列指标。

2.2在线监测新技术

通过对生产过程的实时监控，能够让操作人员及时地发现缺陷产品，并能够及时地剔除，防止进入下一环节的生产过程中去。通过在线监测技术的应用，能够有效地减少原料的浪费。但是我国在在线监测技术方面的应用还不够深入，所以这项技术在如今的研究也是寥寥无几，行业间缺乏统一的认证标准，进行实际深入应用时面临着一系列问题。

随着我国科学技术的不断发展，以及自动化监测设备的广泛应用，耐火材料在线生产监测将会在不远的将来得以发展。

(1)为了严格的控制原料的配比，可以在配料的过程中实时登记，进行验证。只有满足验证的原料才可以投入下一环节的配料过程中。

(2)为了保证用料的准确性，采用了实时化学分析法。运用实时荧光定量聚合酶链反应，定量PCR技术对耐火产品进行检验。

(3)在进行耐火材料偏析、裂纹、强度的测定时，可以运用x光检测法来进行验证，这种方法较为直观，能够准确地定位缺陷的位置。

2.3施工应用性能检测新技术

(1)检测施工情况的新技术。通过引入超声波检测技术能够准确地测试出产品的强度、质地结合均匀性以及是否存在裂纹、空洞等其他缺陷。

声波的指向性比较好，其频率越高，指向性越好。超声波传播能量大，对各种材料的穿透力较强，因此超声波的声速、衰减、阻抗和散射等特性，为超声波的应用提供了丰富的信息。超声检测具有适应性强、检测灵敏度高、对人体无害、设备轻巧、成本低廉，可即时得到探伤结果等优点，适合在实验室及野外等各种环境下工作，尤其在不定性耐火材料的实际应用中，检测效果更为显著。超声波检测过程不损坏材料、结构的组织和使用性能;直接在耐火材料预制体上检测试验并推定其实际的强度;复核检测方便，重复性良好。

超声波新检测技术应用到耐火材料施工性能的检测中，可以使施工情况得到直观地量化。在进行质量控制管理时能够有据可依，并且在查找事故问题以及改进施工方法方面有着重要的作用。

(2)硬化行为与耐火浇注料行为的测定新技术。我国在这方面还没有一个统一的标准，只能阐述一些较为常用的检测方法：主要包含以下三种：

第一，随着时间的不断变化;第二，测定耐火材料自身的流动值;第三，采用建材行业在水泥检测过程中的水泥凝结时间的办法;靠手感按压。

这几类方法在应用的过程中存在着一定的不足之处。

首先，耐火材料在生产过程中，温度的控制是比较严格的，而直接以水泥凝结的时间来进行测定，并不具备科学性，因为温度的变化对初凝影响是比较大的。

其次，建筑行业中所使用的维卡仪法在浆体中较为适用，但是用在耐火材料的检测过程中，检验办法是不匹配的。抽样检测的可操作性比较差。

测定流动值的方法在以上几类方法中的准确性是比较高的，但是由于检测过程所需要的时间比较长，在检测成本上的投入也比较大，因此在实际执行时，很少有厂家会这么做。

最后，手感按压法的准确度因人而异，具有不确定性。

随着近些年来检测手段的不断发展，人们转向通过测定电导率，水化放热以及超声波表征来确定浇注料的初凝和终凝等方法。其中，测定电导率的原理是当浇筑料处于初凝状态时，自身的离子的电子迁移速度会明显的减缓，直接表现为电导率的降低，我们可以通过测定电导率的数值变化情况，来确定凝结是否发生;水化放热标志着初凝的开始，可以通过测定热量的变化数值来确定耐火材料的工作时间，当检测到最大放热量时，则标志着初凝已经全部完成;处于不同状态的耐火材料对于声波的反射程度是不同的。在监测的过程中发现超声波的变化程度在减缓时则代表处在初凝状态，对现场环境的温湿度进行测定，并进行数值的记录，能够监测出耐火材料在不同温度湿度条件下的性能表现。

(3)检测浇注料全组变性的新技术。耐火材料的变性是指耐火材料全组分的黏度变化情况。通过测定变性程度，能够直接地反映出不定性耐火材料的施工时间、可泵送性以及自流性的情况。其中检测流变行为可以通过检测剪切速率-黏度、剪切速率-应变、应力-应变的于时间之间的函数关系来反映。由于流变测试适用于不定型的流体，所以其他类型浇注料、涂料等都可以根据上述参数与时间的比值，来确定材料流动性的数值情况。

(4)检测浇注料可泵送性的新技术。喷射料，浇注料等不定性耐火材料施工的方法能够显著的提升工作效率。但是现阶段却缺少评价可泵送性的定量评价表征，业内间尚无一个统一的标准。目前在检验的过程中主要采用的是落球法。实施的办法是将待检测的材料放置在同一容器内，且保证容器内中料的深度大于钢球直径的3倍，此时钢球的质量大约为g，直径为30cm，自检验材料上方1m开始自由垂直下落，开始计时的时间是从钢球刚开始接触料面时，结束计时的标志是钢球完全下沉至料内，通过对下落时间的长短进行比较，时间长的则代表可泵送性较好，反之异然。

(5)新型抗劈裂型检测方法。这种方法既可以在冷态下检测，又可以在液态下检测，主要检测的是耐火材料的韧性。由于是一类较新的技术，所以在国内还没有被引进应用。

(6)新型弹性模量检测方法。弹性模量是指材料在外力作用下产生的应力与伸长或压缩弹性形变之间的关系，亦称杨氏模量。其数值为试样横截面所受正应力与应变之比。它表示材料抵抗变形的能力，与材料的强度、变形、断裂等性能均有关系，是材料的重要力学参数之一。根据相关耐火材料的高温弹性模量与烧结过程高温抗折强度强的相关性，利用频谱的变化来确定材料内部是否存在较大的缺陷，这一方面的监测标准我国并没有完善，主要参照的是美国的标准，声频共振法等检测标准。

3结束语

我国耐火材料检测技术研发能力不足的原因在于：我国生产耐火材料的企业以中小企业为主。趋利性使得新检测技术的发展举步维艰。为了能够有效的促进耐火材料检测技术的提升，应当加大力度引进新检测技术，并对新技术进行深入的研究。在行业层面，应当尽快建立一套完善的耐火材料评价体系，并使在线检测体系尽快得到统一，使我国耐火行业走上快速发展的道路。