常見的三種耐火澆注料的配比表及性能指標(biāo)發(fā)表時(shí)間:2021-06-09 16:13 低體密陶粒耐火澆注料 低體積密度陶粒耐火澆注料是采用優(yōu)質(zhì)頁巖陶粒、耐火粉料和結(jié)合劑及外加劑配制成的。其特點(diǎn)是體積密度、強(qiáng)度較高、燒后線變化較小和熱導(dǎo)率低等,是石化管式加熱爐等中低溫?zé)峁ぴO(shè)備的良好襯里材料。因?yàn)轶w積密度一般≤1.0g/cm3、主要用于管式加熱爐襯里,故稱為低體積密度陶粒耐火澆注料,或稱為襯里輕質(zhì)耐火澆注料。 頁巖陶粒是頁巖礦、經(jīng)1150~1350℃的溫度下燒成的。其特點(diǎn)是質(zhì)輕、殼硬、強(qiáng)度高和內(nèi)部蜂窩孔多等。小于10mm的陶粒堆積密度為410~500kg/m3,壓下2cm的筒壓強(qiáng)度為2.2~2.8MPa,吸水率為4%~8%,Al2O3 19%~21%,耐火度1280~1320℃。由于頁巖陶粒堆積密度低,且為原皮陶粒,因此可配制成低體積密度的陶粒耐火澆注料,但使用溫度最高為1200℃。在配制過程中,采用525號(hào)或625號(hào)CA-50水泥作結(jié)合劑,燒結(jié)劑為軟質(zhì)黏土,耐火粉料為礬土熟料粉。為了降低體積密度和熱導(dǎo)率,摻加部分膨脹珍珠巖和漂珠等材料。同時(shí),摻加了外加劑和外加物,使性能有了較大的提高。表1為頁巖陶粒澆注料的陶粒級(jí)配及輔料用量。 頁巖陶粒耐火澆注料的性能,是用標(biāo)準(zhǔn)試樣按標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)的。按配合比要求,稱量原材料質(zhì)量,干混均勻,即可加水濕混煉。拌和料倒進(jìn)模內(nèi),振動(dòng)臺(tái)震動(dòng)成型或手工振動(dòng)成型,直至料面返漿為止。因?yàn)橄挡捎迷ぬ樟W髂突鸸橇?,吸水率較小,故不能先濕潤陶粒再加粉料和水泥。成型后的試樣,自然養(yǎng)護(hù)1天拆模,再自然提高于25℃時(shí),試樣或襯體初凝后,應(yīng)進(jìn)行潮養(yǎng)護(hù)。從表中看出,頁巖陶粒耐火澆注料的性能是優(yōu)良的。體積密度為0.99g/cm3的澆注料,3天耐壓強(qiáng)度大于10MPa,可作成預(yù)制塊進(jìn)行吊裝,同時(shí)燒后線變化呈膨脹狀態(tài)(陶粒二次膨脹所致),高溫下不易產(chǎn)生裂紋,有利于使用。 水泥和水用量與強(qiáng)度的關(guān)系,隨著水泥用量的增加,澆注料強(qiáng)度提高且有個(gè)最佳值。因此,配制頁巖陶粒耐火澆注料時(shí),應(yīng)合理選擇其用量,以降低成本和提高性能。 氧化鋁纖維增強(qiáng)澆注料 氧化鋁纖維增強(qiáng)耐火澆注料的增強(qiáng)效果,在中、低溫時(shí),不及鋼纖維耐火澆注料,在中、高溫時(shí),則優(yōu)于鋼纖維耐火澆注料。 在耐火澆注料和耐火可塑料等材料中,摻加一定數(shù)量和適宜長度的耐火纖維材料,能提高強(qiáng)度和改善基質(zhì)性能。 耐火纖維材料的生產(chǎn)方法分為熔融法和膠體法兩種。前者為非晶質(zhì)纖維,主要有普通和高純硅酸鋁纖維、高鋁纖維和含鉻硅酸鋁纖維等,長期使用溫度為1000~1300℃;后者為結(jié)晶質(zhì)纖維,主要有氧化鋁纖維和氧化鋯纖維等,長期使用溫度為1400~1500℃。在不定形耐火材料中,作為纖維增強(qiáng)材料,中、低溫時(shí)可選用非晶質(zhì)纖維,高溫時(shí)應(yīng)選用結(jié)晶質(zhì)纖維,這樣方能獲得良好的效果。 強(qiáng)度高、燒后線變化較小,其性能是優(yōu)良的,具有發(fā)展前途。 超低水泥耐火澆注料的1400℃高溫抗折強(qiáng)度約為2MPa,摻加耐熱鋼纖維時(shí)為5MPa左右,摻加氧化鋁纖維時(shí)約為6MPa。這說明,摻加纖維有增強(qiáng)的效果,且無機(jī)纖維優(yōu)于鋼纖維。 氧化鋁纖維增強(qiáng)耐火澆注料的巖相分析證明,摻加結(jié)晶氧化鋁纖維后,由于其晶核的作用,有利于二次莫來石的形成和發(fā)育。未加無機(jī)纖維的,高溫下生成的莫來石數(shù)量少,呈細(xì)小針狀,結(jié)晶較好;摻加纖維之后,高溫下生成的莫來石數(shù)量多、發(fā)育成小柱狀晶體,結(jié)晶完整,交叉生長,組織致密堅(jiān)固,因此高溫強(qiáng)度較高,即增強(qiáng)效果明顯。 應(yīng)當(dāng)指出,結(jié)晶質(zhì)纖維的主晶相為α-Al2O3,最高使用溫度約為1600℃。即或如此,在高溫下長期使用,結(jié)晶質(zhì)纖維也逐步劣化,其表現(xiàn)為斷裂破壞甚至粉化,但進(jìn)程較慢,因此對(duì)結(jié)晶質(zhì)纖維增強(qiáng)耐火澆注料的影響較小,可在長期工作的熱工窯爐上使用。當(dāng)用非晶質(zhì)纖維作增強(qiáng)材料時(shí),因其高溫下較易析晶粉化,故非晶質(zhì)纖維增強(qiáng)耐火澆注料,其長期使用溫度約為1400℃。 硅鋁膠結(jié)合耐火澆注料 硅鋁膠結(jié)合劑時(shí)用SiO2和α-Al2O3超微粉配制的,是一種膠體和懸濁液的混合物。在膠體化學(xué)中,分散相粒度在10-5~10-7cm之間時(shí)稱為膠體,在10-3~10-5cm之間時(shí)則叫做懸濁液。因此,超微粉的粒度必須小于1um,二者的摩爾比為3:2,以確保在高溫下全部形成莫來石。該混合物的粒度為10-4~10-6cm之間,其成品為固態(tài)或者液態(tài)。硅鋁膠中摻加了穩(wěn)定劑和促進(jìn)劑,其總雜質(zhì)含量≤2.5%。
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