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不定型耐火澆注料的性能特點和分類

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不定型耐火澆注料的性能特點和分類

發布日期:2022-07-05 作者: 點擊:

耐火澆注料


不定形耐火澆注料是指由一定顆粒級配的耐火骨料(骨料和粉末)、結合劑和外加劑組成的濕或半濕或干的耐火材料,可直接用于建筑或修復工業窯內襯,稱為不定形耐火材料。這種材料可以形成一個無縫的整體內襯。

與耐火澆注料產品相比,不定形耐火材料具有以下特點:(1)制備工藝簡單,生產周期短,勞動生產率高;

(2)適應性強,使用時不受工業窯爐結構形狀的限制,可制成任何形狀;(3)整體性好、氣密性好、熱阻大,可減少工業爐熱損失,節約能源;(4)機械化施工方便,節省工作和時間;(5)損壞的工業爐內襯易于用不定形耐火材料修復,延長了襯里的使用壽命,降低了耐火材料的消耗。因此,不定形耐火材料逐漸取代了大部分燃燒的耐火產品,并得到了廣泛的應用,不定形耐火材料在冶金工業中的比例很高。

根據施工工藝,不定形耐火材料可分為以下七類:澆筑耐火材料、塑料耐火材料、噴射耐火材料、涂層(覆蓋)耐火材料、擠壓(壓縮)耐火材料、投射耐火材料、干振動(或填充)耐火材料等。不定形耐火材料的制備工藝,包括材料的選擇、顆粒級配的確定、結合劑和外加劑的選擇、加工工藝的確定,都是根據使用條件、使用環境和施工方法來確定的。制備不定形耐火材料的顆粒狀原料一般稱為耐火集料。耐火骨料分為骨料和粉末,骨料粒徑大于0.088mm(或0.074mm)骨料,在不定形耐火材料中起骨架作用。骨料顆粒小于0.088mm(或0.074mm)它被稱為粉末,因為它起著埋葬骨料或填充骨料顆粒之間的間隙的作用,所以也被稱為基質,包括0.088mm至l0μm它被稱為細粉,小于l0μm它被稱為超細粉微粉)。我們可以根據Andreassn或者Dinger-funk粒度分布方程進行顆粒級配。主要控制粒度分布系數q值,q根據物料的工作性能和物理性能要求確定值。將由耐火骨料和粉末組成的散狀耐火材料骨料膠結在一起的材料稱為結合劑(也稱膠結劑)。不定形耐火材料的結合劑不僅需要良好的冷熱結合強度,而且需要適當的工作性能(施工性能)和高溫使用性能。

不定形耐火材料中使用的結合劑因膠結材料的性質和使用條件而異,種類繁多,一般根據結合劑的化學性質和結合劑的硬化條件進行分類。根據結合劑的化學性質,可分為無機結合劑和有機結合劑。無機結合劑可分為六類:

第一類是硅酸鹽,包括硅酸鹽水泥、水玻璃(硅酸鈉、硅酸鉀水玻璃)和粘土。

第二類是鋁酸鹽,包括普通鋁酸鈣水泥(又稱石土水泥、高鋁水泥)、純鋁酸鈣水泥(包括鋁-70、鋁-75、鋁-80水泥)、鋁酸鋇水泥和含尖晶石的鋁酸鈣水泥。

第三類是磷酸鹽,包括磷酸、磷酸二氫鋁、磷酸鎂、磷酸二氫鉸鏈、鋁鉻磷酸鹽、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、鈣鈉磷酸鹽(NC2P)等。

第四類是硫酸鹽,包括硫酸鋁、硫酸鎂、硫酸鐵等。

第五類為氯化物,包括氯化鎂(鹵水)、氯化鐵、聚合氯化鋁(又稱堿性氯化鋁)等,

第六類為硅溶膠、鋁溶膠、硅鋁溶膠如硅溶膠、鋁溶膠、硅鋁溶膠、ρ-氧化鋁、反應性氧化鋁、SiO2微粉等。

有機結合劑分為兩類

第一類是天然有機物,從天然有機物中分離提取,包括淀粉、糊精、阿拉伯樹膠、海藻酸鈉、糖蜜、紙漿、廢液、蓖麻油、焦油和瀝青。

第二類是通過化學反應或收縮反應合成的合成有機物,包括甲階酚醛樹脂、線性酚醛樹脂、環氧樹脂、聚氨酯樹脂、聚苯己烯、硅酸乙脂、聚乙烯醇、吠叫樹脂等。

水硬性、氣硬性和熱硬性結合劑按結合劑硬化條件分類。

(1)水硬性結合劑是指與散裝耐火骨料混合,加水混合成型,在室溫潮濕條件下養護,經水化反應產生凝結硬化的結合劑。如硅酸鹽水泥、鋁酸鈣水泥。

(2)氣體硬化結合劑與散裝耐火骨料混合。成型后,凝結和硬化結合劑可在常溫、自然干燥的條件下進行養護。但是,在使用這種結合劑時,通常需要添加凝結劑(硬化劑)才能凝結和硬化。例如,在使用水玻璃結合劑時,應添加氟硅酸鈉凝結劑,在使用磷酸氫鋁結合劑時,應添加鋁酸鈣水泥或氧化鎂作為凝結劑。

(3)熱硬結合劑與散耐火材料骨料混合成型后,需加熱烘烤(一般為105-350℃)凝結和硬化的結合劑,如甲階酚醛樹脂或線性酚醛樹脂+烏洛托品在加熱過程中收縮,產生凝結和硬化。

結合劑的選擇原則:不定形耐火材料的結構強度主要由結合劑提供,是不定形耐火材料的主要成分之一,但結合劑的選擇必須遵循以下原則:

(1)結合劑的性質必須與結合耐火材料的性質相匹配。酸性、中性耐火材料可使用酸性、中性和弱堿性結合劑,而堿性耐火材料不能直接使用酸性結合劑,只能使用中性或堿性結合劑,如果在還原條件下使用,也可選擇半酸性有機結合劑。碳和碳化硅不定形耐火材料主要是高殘留碳的有機結合劑。

(2)選用的結合劑應與材料的工作性能(施工性能)相適應。澆注料應選用常溫下能產生凝結和硬化的結合劑,如水化結合劑或化學結合劑;搗碎料和塑料可選用粘結劑或化學結合劑?;蛱沾山Y合劑;噴射料可選用與澆注料相似的結合劑。


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