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耐火澆注料
作者:admin 發布日期:2018/1/8 關注次數: 二維碼分享

耐火磚

耐火澆注料是一種不經煅燒,加水攪拌后具有較好流動性的新型耐火材料,是不定形耐火材料中的一個重要品種。由耐火骨料、耐火粉料和膠結劑(或另摻外加劑)按一定比例組成的混合料??梢砸隕⒆蔥問匠齔?,也可制作成預制件。
耐火澆注料通??砂唇航峒林擲?、耐火骨料品種以及氣孔率大小分類。按膠結劑種類和結合方式分為:
①水合結合的澆注料,如硅酸鹽水泥結合耐火澆注料;鋁酸鹽水泥結合耐火澆注料;ρ-Al2O3結合耐火澆注料。
②水合結合加凝聚結合的澆注料,如低水泥結合耐火澆注料,超低水泥結合耐火澆注料。
③凝聚結合的澆注料,如黏土結合耐火澆注料,超微粉結合耐火澆注料,硅溶膠或鋁溶膠結合耐火澆注料。
④化學結合的澆注料,如水玻璃結合耐火澆注料,磷酸及磷酸鹽結合耐火澆注料,聚磷酸鹽結合耐火澆注料,硫酸鹽結合的耐火澆注料以及酚醛樹脂結合的澆注料等。
按耐火原料品種分為硅質,半硅質,黏土質,髙鋁質,剛玉質,鎂質,尖晶石質以及特殊骨料耐火澆注枓(特殊骨料包括碳化硅、鉻渣和鋯英石等按氣孔率分又為致密澆注料和輕質澆注料。

硅酸鹽水泥結合耐火混凝土

硅酸鹽結合耐火澆注料是以普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和硅酸鹽耐熱水泥等為膠結料,與耐火骨料、粉料配制而成。其使用溫度為700-1200℃,可用于整體承重耐熱結構和窯爐內襯,特別是在熱工設備基礎和底板煙道、煙囪內襯以及熱貯礦槽等工程中應用較多。其材料組成與使用范圍見下表。


鋁酸鹽水泥結合耐火澆注料

按膠結劑種類不同可分為礬土水泥耐火澆注料、鋁-60水泥耐火澆注料、低鈣鋁酸鹽水泥澆注料利純鋁酸鈣水泥耐火澆注料等。鋁脧鹽水泥耐火澆注料具有快硬高強、熱籐穩定性好、耐火度髙等特點,因此廣泛應用于冶金、石油化工、水電、建材和機械等工業部門的一般工業窯爐和熱工設備上,其最髙使用溫度為1400-100℃,有的可達1800℃左右。
A 普通鋁酸鹽水泥結合耐火澆注料

普通鋁酸鈣水泥結合耐火澆注料常用的膠結劑為礬土水泥、鋁-60水泥、低鈣鋁酸鹽水泥。
礬土水泥的主要礦物為鋁酸一鈣,其水化速度快,不析出氬氧化鈣。因此,礬土水泥配制的耐火澆注料具有快硬高強的特點。為了改善其性能,可選兩優質耐火骨料和粉料,也可采用加人微粉來降低水泥用量|調整顆粒級配等措施。礬土水泥結合黏土質,高鋁質,剛玉質澆注料的理化指標見表。


鋁-60水泥和低鈣鋁酸鹽結合耐火澆注料與礬土耐火澆注料相比,具有耐火度髙,抗熱溪性能好,抗渣能力強等特點,廣泛應用在加熱爐系統的高溫段以及電爐爐蓋、真空吸嘴和回轉窯內襯等部位。鋁-60水泥和低鈣鋁酸鹽耐火水泥的主要礦物組成為二鋁酸一鈣,水化速度慢f這類耐火澆注料在常溫下養護,早期強度低,后期強度較高,如能在較高溫度下采用蒸汽養護,可以達到快硬高強的目的。
B 低水泥系列耐火澆注料

低水泥系列酎火澆注料是指鋁酸鈣水泥加入量低于8%的可澆注耐火材料。要求澆注料中CaO含量小于2.5%。其主要品種有低水泥(CaO含量1%~2.5%)、超低水泥(CaO含量小于1%)和無水泥(CaO含量小于等于0.2%)耐火澆注料,具有高密度、低氣孔、高強度、低磨損、耐熱震和抗侵蝕等特點,同時還具有體積穩定性強和施工水用量低等特性。根據其材質品種,可分為硅酸鋁質、莫來石質、剛玉質、鎂鋁質,尖品石質、含碳與碳化硅質等低水泥系列耐火澆注料。根據其用途,則可分為髙爐出鐵溝耐火澆注料和煉鋼鋼包耐火澆注料等。
微粉和超微粉以及外加劑的應用是低水泥系列耐火澆注料的關鍵技術之一。凝結硬化機理是由水泥的水合結合和微粉的凝聚結合共同作用的結果n其特點是強度高,且隨著加熱溫度的升高,強度顯著增大,澆注料的透氣度較差,烘烤過程中易造成剝落或炸裂。應根據其品種、施工厚度及其部位,合理的制定烘烤制度。同時,也可在耐火澆注料中加入防爆劑,如金屬鋁粉、乳酸鋁和有機纖維等。典型的低水泥澆注料的性能如下表所示。


超低水泥耐火澆注料是在低水泥耐火澆注料的基礎上開發的。鋁酸鹽水泥用量一般為2.5%~5%,澆注料中CaO含量應在0.2%?1%之間。配制原則和強度變化特征,與低水泥耐火澆注料的基本相同,其性能則優于低水泥耐火澆注料。超低水泥耐火澆注料的品種較多,應用廣泛。在高爐出鐵溝上,國內外普遍用超低水泥結合Al2O3-SiC-C質澆注料。該類澆注料一般用致密白剛玉、亞白剛玉、棕剛玉、優質高鋁熟料、碳化硅、瀝青、鱗片石墨等材料,再摻加超微粉、結合劑和外加劑配制而成。髙中檔產品適用于大、中型高爐出鐵溝,中低檔產品則適用于中、小型高爐出鐵溝或渣溝。
C 無水泥耐火澆注料

超微粉結合耐火澆注料是一種無水泥耐火澆注料,是在超低水泥耐火澆注料的基礎上發展起來的。由于該澆注料中的CaO含董少,高溫性能優良。其品種有硅酸鋁質、剛玉質、莫來石質、鎂質、鋁鎂質、鋁鎂尖晶石質等n凝結硬化是通過超微粉凝聚結合而獲得強度。其配制原則和強度變化特征,與低水泥耐火澆注料的基本相同。
ρ-Al2O3結合耐火澆注料是以ρ-Al2O3做澆注料結合劑的無水泥耐火澆注料。ρ-Al2O3作為澆注料結合劑的最大特點是不含CaO,因此該澆注料,比純鋁酸鈣水泥結合的澆注料的高溫性能優越。ρ-Al2O3水化后形成Al(OH),和Al00H可以起到膠結和硬化作用。
水玻璃結合耐火澆注料

水玻璃結合耐火澆注料是以水玻璃為膠結劑,與各種耐火骨料按一定比例配制的氣硬性耐火材料。它具有在高溫作用下強度損失較小、抗熱震性較好、高溫耐磨性能較好和高溫耐腐性能較好等特點。因此,它常用于一些具有特殊要求的部位。其最高使用溫度隨所用的耐火骨料和粉料的品種、促凝劑種類以及成型方法的不同而有所變化。
水玻璃結合澆注料按骨料品種分為卨鋁質、黏土質、半硅質、硅質、鎂質、鎂鋁質等。在冶金、石化等部門的熱工設備上,黏土質、高鋁質、半硅質以及鎂質水玻璃結合澆注料應用較多s
普通水玻璃耐火澆注料用的水玻璃模數為2.3-3.0,密度為1.30-1.40/cm3,促凝劑通常用氟硅酸鈉,也用硅酸鹽水泥等。水玻璃用量為12%-17%。氟硅酸鈉占水玻璃質量的10%?15%。
水玻璃結合澆注料的一般性能參見下表.這種澆注料的耐火度和荷重軟化溫度較低,所以長期使用溫度一般為1000℃,最高使用溫度不大于1400℃。要提高水玻璃結合耐火澆注料的使用溫度,需采用綜合技術措施:用改性水玻璃作結合劑,控制水玻璃結合劑的模數、密度和用童,提髙基質材料的品級和細度等。


水玻璃結合的鋁鎂耐火澆注料是以高鋁礬土熟料為骨料,以髙鋁礬土熟料和鎂砂為粉料或加入部分合成尖晶石,以水玻璃為結合劑制得的。用作盛鋼桶、鐵水包和出鋼槽整體內襯等。
鋁鎂耐火澆注料按理化指標分為LMJ10、LMJ45和LMJ-65三種牌號。其理化性能要求見表。

磷酸和磷酸鹽結合耐火澆注料

磷酸和磷酸鹽耐火澆注料是由磷酸或磷酸鹽溶液與耐火骨料和粉料,按一定比例配制而成的,具有良好性能的新型耐火材料。
常用的結合劑有磷酸、磷酸二氫鋁、聚磷酸鹽等。
A、磷酸與磷酸鋁結合耐火澆注料

根據膠結劑種類分為磷酸結合耐火澆注料和磷酸鋁結合耐火澆注料。所使用的耐火骨料和粉料通常有礬土熟料、黏土熟料、鎂砂、廢硅磚或硅石、剛玉、莫來石、碳化硅等。輕骨料有膨脹珍珠巖、氧化鋁空心球等。按骨料品種可分為高鋁質、黏土質、硅質和鎂質等。
磷酸或磷酸鋁與中性及酸性骨料(如廢硅磚或硅石)常溫條件下僅僅發生緩慢反應,為了促進澆注料常溫硬化,常使用硬化劑,如礬土水泥、鋁酸鈣水泥、氧化鎂等。磷酸或磷酸鋁與所用原料中所含有的鐵發生反應影響時效變化,混練泥料時對混練機亦有腐蝕作用。因此配料時常加入時效抑制劑,如加入0.15%NH-66抑制劑。如不加抑制劑時攪拌后應當困料。此外,磷酸和磷酸鹽結合耐火澆注料忌水或蒸汽養護。
磷酸與磷酸鹽耐火澆注料的特點是熱震穩定性好,耐壓強度高,抗渣蝕和耐沖擊能力強,具有較高的荷重軟化溫度和化學穩定性等。其使用溫度依據原材料的品種和品位不同,介于1000?1800℃之間。磷酸和磷酸鹽耐火澆注料的技術性能參見下表。

B、聚磷酸鈉結合耐火澆注料

當采用鎂質材枓作耐火骨料和粉料時,因為磷酸和磷酸鋁溶液與鎂質材料之間反應激烈,拌和物速凝,無施工時間,故采用聚磷觖鈉作結合劑。常用的有三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉等。鎂質耐火澆注料易于水化.干燥過程易產生裂紋。添加適量氧化硅微粉可克服水化問題,但氧化硅影響材料的髙溫性能應控制加入量。鋁鎂質或礬土尖晶石質耐火澆注料是為鋼包開發的澆注料。耐火骨料為剛玉,特級礬土熟料,粉料為鎂鋁尖晶石粉,礬土熟料粉,剛玉粉以及鎂砂粉等,結合劑采用氧化硅微粉和聚磷酸鈉等。聚磷酸鈉結合耐火澆注料的主要性能參見表。

黏土結合耐火澆注料

黏土結合耐火澆注料是用軟質黏土作為結合劑,以礬土熟料、黏土熟料或剛玉、莫來石等為耐火骨料和粉料以及外加劑配制的澆注耐火材料。按所使用的耐火骨料和粉料的品種,黏土結合耐火澆注料分為黏土質、高鋁質、剛玉莫來石質、輕質高鋁等。它具有抗熱展性好,抗剝落性強等優良性能。主要用于髙爐、均熱爐、加熱爐等熱工設備。
黏土結合劑的品種和用量,對其性能有重要影響。選擇軟質黏土結合劑,要求可塑性好,分散性強,良好的黏結性,燒結溫度范圍較寬,耐火度高等。其技術要求是:Al2O3 29%?35%,Fe2O3<1.8%,R2O<1.1%,燒失10%~14%,耐火度大于1670℃。黏土粉的細度小于0.088mm占60%以上,其用量一般為7%~13%。生產實踐證明,廣西泥、焦作泥,水曲柳等黏土較好。

加入分散劑能使黏土膠體解膠和分散,增加澆注料的流動性。常用的分散劑有三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、硅酸鈉、檸檬酸鈉、酒石酸鈉等,其用置一般占黏土用量的1%?2%,一般選擇髙鋁水泥或純鋁酸鈣水泥為促硬劑,其用量0.2%~3%,為了改善提高普通黏土結合澆注料的性能,應提髙耐火原材料的品質,加入分散性良好的復合微粉材料以及復合外加劑。此外,為了提高澆注料的髙溫體積穩定性,有時加入適量的藍晶石、石英粉等。常用黏土結合耐火澆注料的主要技術性能參如下表所示.


此外,對于不同結合形式的黏土質和髙鋁質致密耐火澆注料,標準YB/T5083—1997對其牌號和分類作了具體規定。按結合劑的性質分為五大類。即黏土結合耐火澆注料、水泥結合耐火澆注料、低水泥結合耐火澆注料、磷酸鹽結合耐火澆注枓,水玻璃結合耐火澆注料。其理化性能指標見表。

特種性能耐火澆注料

A、耐堿澆注料

耐堿耐火澆注料是以耐火黏土熟料等鋁硅質材料為骨料和粉料,以鋁酸鹽水泥為結合劑,可摻入適當外加劑配制而成的具有耐堿性的水硬性澆注料。
標準JC/T708—2013將堿性耐火澆注料按性能分為優等品及一等品共五個型號,其性能要求見表。


標準JC/T807—2013將輕質堿性耐火澆注料按性能分為優等品及一等品共4個型號,其性能要求見表。


典型的低水泥耐堿耐火澆注料的物理性能見表。

B、耐酸澆注料

耐酸耐火澆注料是以水玻璃為結合劑,與耐酸耐火骨料和粉料和外加劑配制而成的澆注料。采用的原料主要有黏上熟料、石英、鑄石、蠟石等。其特點是在中低溫和酸性介質的作用下仍具有良好的性能。水玻璃結合耐酸澆注料的耐脧度見表3-143。這類耐火澆注料可用于防腐蝕煙囪內襯,儲酸設備等受高溫酸氣體侵蝕的設備內襯等。

C、鋼纖維增強澆注料

鋼纖維增強耐火澆注料是在澆注料中混入一定量的不銹鋼纖維,可以提高澆注料的強度和韌性,并且抗裂、抗沖擊、抗熱震、耐磨性好。--般加入鋼纖雄為澆注料重量的2%?6%。鋼纖維澆注料的混合方法有兩種:一種是澆注料生產廠預先混合,另一種是用戶現場混合。主要用于建材工業及冶金工業等窯爐種要求材料具有較好的抗剝落、抗沖擊性能的部位。
標準JC/T499一1992(96)規定鋼纖維增強耐火澆注料按性能分為普通類和高強類4種型號,要求的理化指標見表3-144。

隔熱耐火澆注料

隔熱耐火澆注料是用耐火輕骨料和粉料、結合劑及外加劑配制而成的。一般規定:體積密度小于1800kg/m3,或總氣孔率大于45%。
該類澆注料體積密度小,具有良好的隔熱性能,也稱輕質耐火澆注料。其應用較廣,在冶金、石油化工、電力和建材等工業部門的窯爐及熱工設備上一般作其隔熱層,也可作其工作層或承重構件。
隔熱耐火澆注料其品種較多,一般按輕骨料品種制作方法、結合劑種類和性能進行分類。最常用的是按輕骨料品種分為輕質耐火料、多孔熟料,空心球、陶粒和膨脹珍珠巖、蛭石等。隔熱耐火澆注料-般組成和性能見表3-145。結合劑主要用鋁酸鹽水泥、硅酸鹽水泥等,其用量為15%~40%。有時也用磷酸、磷酸鋁和水玻璃等作為結合劑。其外加劑,主要有膨脹劑和減水劑,膨脹劑的作用是在高溫下抵消部分收縮,增強其體積穩定性。

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