耐火浇注料的种类及原材料选用 | 技术前沿
01. 前言概述
耐火浇注料是由一定级配的耐火骨料和粉状物料与结合剂、外加剂混合而成,不经过成型和烧成工序而直接使用的一类耐火材料。近年来,不定型耐火制品的产量越来越高,应用范围也越来越广。
耐火浇注料是不需高温烧成,经过施工烘烤后直接使用,且生产工艺简单、节约能源和劳动力、可机械化施工、整体性好、易修补和寿命高的新型耐火材料。
02. 耐火浇注料的分类
耐火浇注料通常根据气孔率的大小、选用的结合剂或结合方式、骨料的种类和施工方式进行分类。按气孔率可分为致密耐火浇注料和隔热耐火浇注料。
按胶结方式分类,耐火浇注料可分为水合结合耐火浇注料、化学结合(含聚合结合)耐火浇注料、水合和聚合共同结合的耐火浇注料(典型代表为低水泥结合耐火浇注料)和凝聚结合耐火浇注料四大类型。
按结合剂和某些材料的特殊作用进行分类,可分为以下7类:
(1)黏土结合耐火浇注料;
(2)超微粉(如硅灰等)结合耐火浇注料;
(3)水泥结合耐火浇注料;
(4)化学结合耐火浇注料;
(5)ρ-AlO(水合AlO)结合耐火浇注料;
(6)低水泥结合耐火浇注料;
(7)硅、铝溶胶(溶胶-凝胶)结合耐火浇注料。
根据原料组合,耐火浇注料可以分为氧化物系耐火浇注料、非氧化物系耐火浇注料和复合耐火浇注料。氧化物系耐火浇注料又可细分为非碱性耐火浇注料和碱性耐火浇注料。
根据施工方式,耐火浇注料(体)可分为振动施工型耐火浇注料和自流型耐火浇注料两大类。根据耐火浇注料是否含水泥成分或CaO含量可简单地分为普通耐火浇注料、低水泥耐火浇注料、超低水泥耐火浇注料和无水泥耐火浇注料四大类。
耐火骨料是耐火浇注料中+0.88mm或+0.1mm的部分,是耐火浇注料组织结构中的主体材料,起到骨架的作用。耐火粉料则是浇注料中的基质部分,经高温作用后联结或胶结耐火骨料,起到填充气孔、达到紧密堆积、保证混合料的流动性、体积稳定性并促进烧结的作用,最终提高耐火浇注料的密度、强度和高温性能。
因此耐火浇注料的性能主要取决 于配方中所使用的原料,为了提高耐火浇注料的性能,大部分厂商已经在主原料中采用高纯原料、均质料、电熔料、合成材料、转型材料以及超细粉。下面说一下在耐火浇注料的配方当中,经常用到的24种原料。
03. 耐火浇注料主原料
(1)烧结刚玉。
烧结刚玉也称为烧结氧化铝或半熔氧化铝,是以煅烧氧化铝或工业氧化铝为原料,经磨细成球或坯体,在1750~1900℃高温下烧结而成的耐火熟料。含三氧化二铝99%以上的烧结氧化铝多由均一的细晶刚玉直接结合而成。显气率为3.0%以下,体积密度达到3.60%/m,耐火度接近刚玉的熔点,高温下具有较好的体积稳定性与化学稳定性,不受还原气氛、熔融玻璃和金属液的侵蚀,常温、高温机械强度和耐磨性较好。
(2)电熔刚玉。
电熔刚玉是以纯氧化铝粉末为原料在高温电炉熔融制成的人造刚玉。具有熔点高、机械强度大、抗热震性好、抗侵蚀性强及线膨胀系数小等特点。电熔刚玉是制造高级特殊耐火材料的原料。主要包括电熔白刚玉、电熔棕刚玉、亚白刚玉等。
(3)电熔白刚玉。
电熔白刚玉是以纯氧化铝粉末为原料,经高温熔炼而成的,呈白色。白刚玉的冶炼过程,基本上是工业氧化铝粉熔化再结晶的过程,不存在还原过程。AlO含量不小于9%,杂质含量很少。硬度比棕刚玉略小、韧性稍低。常用于制作磨具、特种陶瓷及高级耐火材料。
(4)高铝矾土。
我国高铝矾土资源主要分布在山西、河南、广西和贵州。经高温煅烧的高铝矾土熟料主要用于高铝质耐火材料,也可用来制作电熔棕刚玉、亚白刚玉。近年来,我国生产的均化矾土熟料,由于其吸收率低、性能稳定,在不定形耐火材料中的应用取得良好的效果。