耐酸澆注料常用的組成為:耐酸耐火骨料60%~75%,粉料25%~30%,水玻璃13%~16%(外加),以氟硅酸鈉為促硬劑時,其用量為水玻璃的12%左右?;炯夹g(shù)特性與一般水玻璃耐火澆注料近似,在耐酸性能方面主要考慮骨料與粉料的耐酸度,配制成澆注料后的耐酸度以及浸酸后澆注料強度變化等因素。水玻璃耐酸耐火澆注料的耐酸度見表1。這種澆注料在濃酸浸泡時具有較好的強度穩(wěn)定性,浸泡后強度不僅不下降,反而隨著浸泡時間的延長略有增長,例如在不同濃度硫酸溶液中浸泡,隨著酸液濃度增加澆注料的強度也有所提高。
在實際的生產(chǎn)過程中,磷酸或磷酸鹽耐火澆注料的配制方法參考以下步驟:
1、按配合比要求稱量耐火骨料和粉料并拌和,加結(jié)合劑用量的3/5溶液,繼續(xù)攪拌均勻后,進行困料;
2、其次將困好的拌和料稱量后,加高鋁水泥促凝劑拌和均勻,再加余下的結(jié)合劑,攪拌1.2min。
3、成型后1d拆模。自然養(yǎng)護 3d作各種性能檢驗,其結(jié)果見表2,編號與表1對應(yīng)。
從表中看出,3d耐壓強度大于13MPa,烘干耐壓強度為29.3~35.1MPa。粘土熟料和二級礬土熟料骨料耐火澆注料的燒后耐壓強度低些,其余的比較高,一般為34.51MPa;耐火度和荷重軟化溫度,隨著耐火澆注料中原材料品級即Al2O3含量的增加而提高;1400℃燒后線變化,編號1~3呈現(xiàn)為線收縮,而編號4與5呈現(xiàn)線膨脹,這是由于Al2O3含量和原材料純度不同所致。20~1200℃膨脹系數(shù)為(5.8~6.5)×10-6K-1,磷酸硅酸鋁質(zhì)耐火澆注料的熱震穩(wěn)定性,即加熱800℃、水冷的循環(huán)次數(shù),一般大于50次。
關(guān)于磷酸耐火澆注料膠結(jié)劑用量和濃度的配比
磷酸和磷酸鹽耐火澆注料的形成是復(fù)雜的物理化學(xué)變化過程,也就是澆注料硬化、相變和燒結(jié)過程的總和。不同品種耐火澆注料的形成過程基本相同,而又有所不同。只有反應(yīng)過程的必需條件,才能制得性能優(yōu)良的耐火澆注料。
速凝現(xiàn)象主要指膠結(jié)劑與粉料、促凝劑等迅速而激烈反應(yīng),在骨料顆粒周圍形成薄薄的包裹層硬殼,致使?jié)沧⒘铣尚屠щy并降低耐壓強度甚至完全沒有強度。一般情況下,當(dāng)磷酸和磷酸鹽耐火澆注料組成、促凝劑和膠結(jié)劑用量一定時,膠結(jié)劑濃度過大,則產(chǎn)生速凝現(xiàn)象。因為膠結(jié)劑濃度過大,與粉料、促凝劑和骨料之間的反應(yīng)速度快。在這種情況下,向拌和物中加磷酸溶液或水,料的表面很濕,澆注料成型后仍是不凝固的。因為促凝劑已經(jīng)與高濃度磷酸迅速反應(yīng)完畢,反應(yīng)產(chǎn)物黏附于顆粒周圍,但松散顆粒之間并沒有形成牢固的結(jié)合。另外,摻加促凝劑過量或料中混進含Mgo和Cao等材料時,也可能產(chǎn)生速凝現(xiàn)象。
膠結(jié)劑種類不同,對耐火澆注料的性能也有某些影響。還應(yīng)指出,膠結(jié)劑濃度和用量的佳值,隨著耐火骨料和粉料和品種及成型方法的不同,也有差異。另外,當(dāng)原材料含水率過高時,應(yīng)適當(dāng)提高膠結(jié)劑的濃度或減少用量,否則會降低耐火澆注料的性能或者可能產(chǎn)生緩凝或不凝現(xiàn)象,致使耐火澆注料不能使用。