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耐火材料行業知識

粘土澆注料配方

高強度黏土耐火澆注料系指常溫強度高且燒后強度或高溫強度不下降、或整個強度均比普通黏土耐火澆注料的高,則稱為高強度黏土耐火澆注料,亦稱作致密或高級黏土耐火澆注料。
普通黏土耐火澆注料的常溫耐壓強度,一般為3~6MPa,1400℃高溫耐壓和抗折強度分別為2.6~3.4MPa和0.8~ 1.3MPa。由于強度低,給施工和使用帶來諸多不便,也限制了應用范圍,因此,國內外進行了一系列的工作,開發了高強度黏土耐火澆注料,使這顆明珠更加璀璨。
一、基本技術措施
高強度黏土耐火澆注料的配制,基本的技術措施是,提高耐火骨料和粉料的品級,摻加超微粉和復合外加劑,從而降低混練時的水用量、增強組織結構的致密性、降低氣孔率、提高強度和高溫性能。
在耐火骨料方面,可以全部或部分采用白剛玉、棕剛玉、莫來石和硅線石等材料,同時也要提高高鋁礬土熟料的品級,這樣可提高黏土耐火澆注料的高溫性能。一般來說,剛玉、莫來石和硅線石等材料,全部采用時成本較高,摻加20%~30%時即有明顯的效果。
耐火粉料是基質的重要組成部分。提高耐火粉料的品級,能顯著提高黏土耐火澆注料的強度和高溫性能,如表2-2-9所示。在黏土耐火澆注料組成不變的情況下,用5%~20%的高品級粉料(細度不大于30μm),代替部分高鋁礬土熟料粉,即能取得效果。從表中看出,用棕剛玉粉的效果最好,高溫耐壓強度顯著提高,變形4%的荷重軟化溫度也提高, 1400℃燒后線變化呈膨脹狀態,數值為+ 0.74%;高純氧化鋁粉的性能也較好,特別是 1400℃高溫耐壓強度達到7.8MPa,但燒后線變化太大了。燒結氧化鋁粉的中溫強度低,輕燒氧化鋁粉的燒后線膨脹太大,因此,使用時其用量應控制在6%左右。
黏土結合劑是黏土耐火澆注料的重要組成部分,也是重要的基質材料,一般選擇廣西泥作結合劑,效果比較好。圖2-2-9為廣西泥用量與高溫耐壓強度的關系。從圖中看出,隨著廣西泥用量的增加,1400℃高溫耐壓強度有個最佳值,即廣西泥為7%~ 9%時,高溫耐壓強度較高。配制高強度黏土耐火澆注料時,廣西泥用量一般為6%~ 9%。
耐火粉料和黏土結合劑的細度,一般來說越細越好。隨著其細度的提高,黏土耐火澆注料的組織結構更致密化,氣孔率降低,強度提高,當然成本也隨之增加。
在配制高強度黏土耐火澆注料時,必須摻加超微粉。試驗研究和生產實踐證明,SiO2 超微粉摻加1% : 5%和α-Al2O3超微粉摻加4% ~ 7%,能提高強度一倍左右。
在分散劑和促凝劑的品種和用量不變時,為了配制高強度黏土耐火澆注料,應再添加高效減水劑,這樣可減少水用量,也能提高其強度。減水劑品種有NNO、JN、酒石酸和檸檬酸及其鈉鹽等,用量一般為0.1% ~0.5%。
若高強度黏土耐火澆注料的使用溫度不高時,可適當增加鋁酸鹽水泥的用量,其前提是高溫性能降低較少,而常溫強度有較大的提高。另外,摻加耐熱鋼纖維和陶瓷纖維等材料,也能起到增強的作用。


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