耐火材料分為定型耐火材料和不定型耐火材料。不定型耐火材料通常指澆注料,是由多種骨料或集料和一種或多種粘和劑組成的混合粉狀顆料,使用時(shí)和一種或多種液體配合攪拌均勻,具有較強(qiáng)的流動(dòng)性和可塑性。
耐火澆注料是目前生產(chǎn)與使用廣泛的一種不定形耐火材料。主要用于構(gòu)筑各種加熱爐內(nèi) 襯等整體構(gòu)筑物。某些品種也可用于冶煉爐。如鋁酸鹽水泥耐火澆注料可廣泛用于各種加熱爐和其他無(wú)渣、無(wú)酸堿侵蝕的熱工設(shè)備中。
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(shí),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(qiáng)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(shí)具有較好的強(qiáng)度穩(wěn)定性,浸泡后強(qiáng)度不僅不下降,反而隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)略有增長(zhǎng),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(qiáng)度也有所提高。
配制磷酸耐火澆注料采用粘上熟料或礬土熟料作耐火骨料和粉料,其用量分別為65~74%和24~35%。在實(shí)際的生產(chǎn)中常用配合比見表1。耐火骨料為粒徑小于15mm的統(tǒng)料,顆粒級(jí)配測(cè)定為15~5mm50%,5~2.5mm24%,小于2.5mm26%。耐火粉料細(xì)度為小于0.09mm的大于80%。促凝劑為525#高鋁水泥,其用量視施工條件和常溫強(qiáng)度要求而定。一般用量為2%左右,環(huán)境溫度較低時(shí),應(yīng)適當(dāng)增加用量,不要求常溫強(qiáng)度時(shí)可不加或少加高鋁水泥。
在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)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(jìn)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(hù) 3d作各種性能檢驗(yàn),其結(jié)果見表2,編號(hào)與表1對(duì)應(yīng)。
從表中看出,3d耐壓強(qiáng)度大于13MPa,烘干耐壓強(qiáng)度為29.3~35.1MPa。粘土熟料和二級(jí)礬土熟料骨料耐火澆注料的燒后耐壓強(qiáng)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(jí)即Al2O3含量的增加而提高;1400℃燒后線變化,編號(hào)1~3呈現(xiàn)為線收縮,而編號(hào)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。
從成型性能上看,當(dāng)磷酸濃度一定時(shí),用量少料干,不易成型;用量多料稀,成型后凝結(jié)硬化較慢。當(dāng)磷酸用量一定時(shí),濃度高的料干不易成型;從荷重軟化溫度上看,隨著磷酸用量和濃度的增加而略有降低之趨勢(shì)。磷酸用量對(duì)耐火澆注料燒后耐壓強(qiáng)度也有影響,當(dāng)耐火澆注料組成及磷酸濃度一定時(shí),其燒后耐壓強(qiáng)度隨著磷酸用量的增加而降低。