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Al2O3-SiC-C系铁沟浇注料与湿式喷射料介绍

时间:2020-09-06 16:11 作者:耐火材料生产厂家点击:


 
 
Al2O3-SiC-C系浇注料
近年来,Al2O3-SiC-C系浇注料已经大面积的推广,已有取代了传统的捣打料之势。它多数是以刚玉或铝矾土为骨料,刚玉、SiC及碳素为基质,以铝酸钙水泥或粘土为结合剂,制成散状耐火材料,在现场加水混合后浇注成型。
 
浇注料除充分考虑化学成分之外,应选用致密的电熔或烧结刚玉料,或烧结致密、吸水率低的优质矾土熟料作为骨料。只有用低气孔率、低吸水率的骨料,才有可能配制出性能良好的致密浇注料。对于不定形耐火材料来说,合理选用耐火骨料及严格控制级配,是制造优良不定形耐火材料的关键。骨料的粒度通常应<8mm,且在配料中粒度>1mm的粗颗粒一般应>60%。
 
浇注料基质部分的组成对材料性能影响更大。SiC和C配合,更能发挥防氧化及阻止炉渣向基质渗透的作用。SiC还因它的高硬度而能提高浇注料的抗冲刷能力,碳素能提高材料抗热震稳定性。
 
SiC的加入量通常在10%~30%范围内,适当增加SiC含量可提高制品抗高炉渣侵蚀的能力。但当用轧钢氧化铁皮在铁沟内进行脱硅处理时,由于SiC被FeO迅速氧化,易造成结构破坏。这样,SiC含量高,抗侵蚀性反而越低,所以此种情况应减少SiC含量。
 
由于C与水润湿性不良,浇注料中C含量较低,在2%~6%之间,一般为3%。C也可以以颗粒形式加入浇注料中替代部分氧化铝颗粒,可以提高抗剥落性、抗侵蚀等性能,但强度提高不明显。
 
作为结合剂的铝酸钙水泥,可以使用低钙铝酸盐水泥(含69%~72%Al2O3,21%~25%CaO)和纯铝酸钙水泥(含72%~80%Al2O3,19%~23%CaO)。纯铝酸水泥的CaO含量低,杂质少、可提高制品的性能。
 
近年发展了低水泥和超低水泥高强度浇注料。以往添加15%~25%的水泥,施工加水量为10%~20%,过多的CaO与骨料在高温下反应,液相较多,材料抗渣侵蚀性差,中温和高温强度不足。而低水泥高强度浇注料,只配2%~6%的水泥,施工加水量仅3%~6%,这种浇注料结构致密、气孔尺寸小、透气性低,中高温强度高,改善了浇注料的抗蚀性能。
 
在低水泥高强度浇注料中,主要借助于外加剂和超微粉来改善浇注料的特性,常用的有SiO2和Al2O3超微粉。SiO2含量在为85%~95%,其活性高、流动性好,容易充填到微小空隙中。低水泥浇注料的烘干强度,随着硅微粉掺量增加而提高,但掺量过多,会导致低熔物增多,浇注料的耐火度反而下降。
 
另一类铁沟浇注料是粘土结合的,它采用细陶瓷工业中的阳离子交换而使粘土流变的方法。选择良好的反絮凝剂(分散剂),是保证粘土结合浇注料低水分、高强度的关键。常用的分散剂有六偏磷酸钠、二聚磷酸钠、焦磷酸钠等磷酸盐,硅酸钠、硫酸盐等无机盐类及其它有机化学分散剂,如腐拉酸。另外,还可采用复合分散剂的,分散剂可使浇注料的水分降到4%~6%以下仍具有良好的流动性,并可调节浇注料硬化时间。
 
另外,添加快干剂,如铝粉,可以快干,满足快速修补的要求,而且能有效地防止浇注料在加热干燥过程中产生爆裂现象,显著提高养护和烘干强度。
 
浇注料中还要加入中温增强剂,以防止中温阶段(出铁沟出铁升温、降温过程中)的开裂、剥落。此外还要加入膨胀剂,防止高温烧结过程中收缩开裂;加入防腐剂,防止存放期间的变质等。
 
Al2O3-SiC-C系铁沟料按结合剂主要分为两大类:一类是含碳结合剂,如焦油、沥青、树脂、粘土或磷酸结合的捣打料;另一类是含铝酸钙水泥或粘土、磷酸结合的浇注料。振动料和喷涂料由这两大类材料改性制成。
 
AL2O3-SiC-C质湿式喷射料
湿式喷射浇注料是指把浇注料与水混合搅拌成流动性好、可泵送的泥料,经由管道输送,在喷嘴处加入促凝剂,利用压缩空气把浇注料喷射到施工体上。这就要求其具有良好的流动性,管道输送时不偏折,与管道的摩擦阻力小,具有合适的施工时间,输送期间不会变稠凝结;在喷枪口加入促凝剂后能迅速失去流动性,喷射到受喷面后,附着率高,粘结性能好。因此,需要研究浇注料的六边形,了解其在不同切变速率下的切变应力变化,判定其是否适合管道输送。另外,该浇注料还要具有良好的使用性能,而材料的高温抗折强度、抗渣侵蚀性能、热震性能以及常温物理性能均影响材料的使用寿命。在本工作中,重点研究了SiC加入量对湿式喷射浇注料常温和高温性能的影响。
 
实验摘要:以高纯莫来石、碳化硅、SiO2微粉、AL2O3微粉、纯铝酸钙水泥、白刚玉细粉和球沥青等为原料,研究了q值为0.23、0.25、0.27、0.29和0.31时湿式喷射浇注料的流变性能;进一步研究了q值为0.27时,SiC加入量(质量分数分别为12%15%18%21%)对其流变性能、常温物理性能和高温抗折强度、抗热震性能、抗渣侵蚀性能的影响。
 
结果表明:根据Andreassen方程,当q值为0.27时,配置的浇注料具有较好的流变性能;加水量为6.5%(w)时,研制浇注料的流变性能类似于宾汉姆流体,适于管道输送;SiC加入质量分数为18%时,浇注料具有较高的高温抗折强度、抗热震性能、抗渣侵蚀性能;经对鱼雷罐和出铁沟的喷补使用证明,研制的湿式喷射浇注料施工性能好,使用性能优异。
 
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