什么是无水泥刚玉耐火浇注料?性能如何?

2020-12-31 09:29:56 sunfei 89

     无水泥刚玉耐火浇注料的制造技术与全铝耐火浇注料的制造技术基本相同,但前者的结合剂除了可用活性氧化铝(α-Al2O3超微粉)或者水合氧化铝(β-Al2O3)等之外,还可使用uf-SiO2、活性Al2O3等作为结合剂。

  以活性氧化铝(α-Al2O3超微粉)作为结合剂的无水泥刚玉耐火浇注料的缺点是需要较长的时间才能硬化(在环境温度下,完全硬化的时间长达48h,图1)。不过,这可以通过添加促凝剂(CAC等)得到解决。例如,由图1估计,添加少量(约0.5%)CAC时即可明显地缩短无水泥刚玉耐火浇注料在环境温度下的硬化时间。而且干燥后的线变化不会受到明显的影响,干燥后以及烧成后的体积密度也不会受到影响,但却会导致材料的显气孔率升髙,常温抗折强度下降。

    为了克服活性氧化铝(α-Al2O3)结合无水泥刚玉耐火浇注料所存在的上述缺点,通常是采用提高环境温度来加速其硬化。该工艺的优点是可以使材料获得开口气孔率较小、抗折强度更高和使用性能更好的无水泥刚玉耐火浇注料构件或者整体衬体。

    使用Uf-SiO2或者uf-SiO2-α-Al2O3等作为结合剂(含有高效分散剂和减水剂)的无水泥刚玉耐火浇注料,也可以克服活性氧化铝(包括α-Al2O3)结合无水泥刚玉耐火浇注料所存在的上述缺点。这类耐火浇注料的硬化机理:是由于粒上有一OH基存在,即有氢结合,有可能导致絮凝的发生。然而,这种氢键结合的能力较弱,稍加剪切力,就会再分散,黏度也随之降低;当解除剪切力后,uf-SiO2之间又形成了凝聚,而水分子固定在SiO2凝聚体的三维网状结构的空间,黏度又增加了。这就说明,uf-SiO2具有良好的触变性和一定的凝聚性。因而,使用uf-SiO2或者uf-SiO2-α-Al2O3等作为结合剂(含有高效分散剂和减水剂)的无水泥刚玉耐火浇注料,其流变性能和施工性能较佳,而且硬化和干燥都不成问题。

    无水泥刚玉耐火浇注料在加热过程中,uf-SiO2-α-Al2O3约从1100℃开始反应生成莫来石基质。因此,使用uf-SiO2或者uf-SiO2-α-Al2O3等作为结合剂(含有高效分散剂和减水剂)的无水泥刚玉耐火浇注料,属于高纯莫来石-氧化铝结合的刚玉耐火材料范畴。正如图2所表明的,控制uf-SiO2的用量有利于提高这类高纯莫来石-氧化铝结合的刚玉耐火材料(属于SiO2-Al2O3系中耐火性能非常高的一类耐火材料)的高温性能和使用性能。这类耐火材料的优点是体积密度大,气孔率较低,强度很高,而且还具有很高的抗热震性能,因而具有广泛的用途。 

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