低水泥浇注料的性能主要表现在四个方面

发布时间：2012年07月11日　作者：郑州市金石耐材有限公司

超低水泥耐火浇注料的凝结硬化，主要是凝聚结合，因此超微粉的作用十分重要，是决定和影响其性能的关键因素。同时，外加剂对其性能的影响也不容忽视。

（一）超微粉

超低水泥耐火浇注料的超微粉，主要有活性硅灰、a-Al2O3粉和Cr2O3粉等，其成分含量（%）分别为93.2、大于90和大于99.这3种超微粉和粒径分布，见下表。从表中看出，小于1.0mm的大于71%。

耐火浇注料的配合比相同，CaO含量约为0.6%。三组试样，分别掺加活性SiO2、a-Al2O3（a氧化铝粉）及其二者复合的超微粉，用量相同。随着加热温度的升高，掺加不同超微粉的浇注料，其强度均有增加。同时看出，不同的超微粉，对浇注料强度的贡献也不同。掺加活性SiO2和a-Al2O3等量复合的超微粉，其强度最高，其次为掺加活性SiO2超微粉的浇注料，掺加氧化铝超微粉的浇注料，其强度最低。加热温度达到1500℃时，掺加3种超微粉的微硅粉浇注料，其强度基本相似。这就是说，配制超低水泥耐火浇注料时，最好用复合超微粉，单独使用时，应优先选用活性SiO2超微粉。

但是，SiO2超微粉用量增多，将会降低浇注料中Al2O3含量，同时增加了游离石英，必然导致浇注料抗渣性的下降。例如，铁沟浇注料的配合比：高铝骨料70%，SiC14.2%，C5.8%，分散剂0.2%，水6.5%，高铝粉和SiO2超微粉合量10%。采用坩埚法在还原气氛下进行抗渣试验。试验条件：标准渣的碱度为1.105，加热温度和保温时间1500℃，4h。随着SiO2超微粉用量的增加，抗渣性有个最佳值，即超微粉用量为5%左右时，抗渣性最好。

         浇注料的配合比不变，耐火细粉和超微粉的合量不变。随着超微粉用量的增加，1600℃烧后耐压强度也增大，但有个最佳值。SiO2超微粉用量为5%左右，Al2O3和Cr2O3超微粉用量为7%左右，此时强度较好，其他性能也优良；从超微粉品种来看，增强效果最好的是SiO2超微粉，其次是Al2O3超微粉，Cr2O3超微粉增强效果较差。同时看出，SiO2超微粉的增强比后两种超微粉的高2.5~4.4倍。

（二）外加剂

外加剂种类较多，现以分散剂和减水剂为例，说明对超低水泥耐火浇注料性能的影响。

浇注料的配合比一定时，掺加不同量的分散剂，可减少施工水用量。当施工水用量一定时，随着分散剂用量的增加，烘干耐压强度有个最佳值。即分散剂用量为0.15%~0.2%时，强度最好。未加或用量大于0.5%时，其强度变差或试样开裂，这是由于浇注料的流动性差、成型体不致密的缘故。

减水剂品种较多，应通过试验合理选择。在超低水泥刚玉浇注料的配合比确定后，分别用聚磷酸钠、聚氰胺类缩合物和萘磺酸盐类缩合物作减水剂，筛选适宜的用量，配制耐火浇注料，其工艺参数和性能，见下表。从表中看出，未加减水剂的浇注料，由于超微粉的自发团聚，无法有效的填充其孔隙，且分布极不均匀，大量的水被包裹在絮凝体中或填充在孔隙中，因此导致水用量加大，热处理后的体积密度低、气孔率高、强度低，同时也不利于烧结；聚磷酸盐有一定的分散减水效果，在一定程度上能阻止超微粉的自发团聚，使之较充分在孔隙中，提高了水的利用率，即减少了水用量，减水率约为17%。所以，浇注料的体积密度提高、气孔率下降，与未加减水剂的相比，烧后耐压强度提高了0.6~1.9倍，高温抗折强度提高了1.25倍；B和C为有机高效减水剂，其分散减水效果尤为显著，减水率分别为25%和28%，与未加减水剂的浇注料相比，其体积密度约提高3.5%，气孔率下降15%，烧后耐压强度提高了1~4倍，高温抗折强度提高了3.5倍多。同时看出，C减水剂的效果比B的更好些。总之，在配制超低水泥耐火浇注料时，必须掺加减水剂，而且应优先选用有机高效减水剂。

超低水泥浇注料的工艺参数和性能：

(三)铝粉

在铁沟耐火浇注料中，一般掺加金属铝粉，起快干和增强的作用。其粒径和用量，对浇注料的性能有较大的影响，应合理选择。

        在Al2O3-SiC-C质超低水泥浇注料中，金属铝粉的粒径越小、施工环境温度越高，则化学反应的约剧烈，产生的气体越多，料温也越高。这对浇注料的脱水是有利的，即可快速烘烤，但反应过快，易形成假凝，对强度不利。浇注料配合比相同。设铝粉粒径大，对强度不利，其粒径太小，对烘干耐压强度有一定好处，但其余强度有所下降；铝粉粒径为88~44mm时，强度较好。铝粉用量应根据耐火浇注料性能和施工条件而定，在保证有利排气和快干的前提下，应尽量少用。

（四）外加物

在Al2O3-SiC-C质超低水泥浇注料中，应掺加SiC和碳素材料，以便提高其抗渣性和热稳定性等性能。试验与使用证明，SiC和碳素材料的品级和用量，对浇注料的性能有较大的影响，应合理选择。同时，高炉的大小和使用部位的不同，其品级和用量也不同。在一般情况下，大、中型高炉的主铁沟或渣沟，用优质的SiC和碳素材料，中、小型高炉的则用低档的SiC和碳素材料；SiC的用量一般为5%~35%。碳素材料主要有沥青、鳞片石墨、电极粉和土状石墨等，其用量为2%~6%。

在铁沟耐火浇注料中，SiC和碳素材料一般以细粉状态掺加，SiC最好用超微粉。由于该料中含有SiC和碳素材料，因此抗氧化性降低。即碳氧化，留下较多微孔，铁水或炉渣则不断的渗入到内部，同时形成脱碳层，导致衬体的损毁。掺加金属铝粉，能提高浇注料的抗氧化性。试验证明，同时掺加金属硅粉即Al粉和Si粉复合使用，抗氧化性效果更好，而且可提高浇注料的强度。这是由于在高温下金属硅和铝与碳反应生成SiC和Al4C3后，使其组织结构及其表面更致密化的缘故。

在Al2O3-SiO质超低水泥耐火浇注料中，掺加2%~8%的蓝晶石细粉，在1200~1400℃的高温下客服进莫来石的形成，从而提高其强度。这就是说，蓝晶石不但是膨胀剂，而且是矿化剂。 

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