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    学生无机101、2 第七章 不定型耐火材料_图文

      发布时间:2019-05-11 22:01

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      由合理级配的粒状和粉状料与结合剂与添加剂共同组成的,不 经成型和烧成而直接供使用的耐火材料。 也称散状耐火材料或整体(无接缝)耐火材料 ,属于节能材料 二、不定形耐火材料的发展 始于1914年美国出现的可塑料,1918年法国用矾土水泥作结 合剂(结合剂的使用是关键),不定形耐火材料开始了新的时代。 1)1914年~20世纪60年代中期:硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、水 玻璃和磷酸盐等结合剂的使用,与普通耐火骨料和粉料配制成不 定形耐火材料; 2)20世纪60年代~70年代后期:开发出硫酸铝、聚合氯化铝、 磷酸钠、烧结和电熔氧化铝水泥、粘土等,提高了不定形材料的 高温使用性能; 3)20世纪80年代初至今:复合结合剂、超微粉及高效外加剂的 使用,配制成功低水泥、超低水泥和无水泥浇注料,性能显著提 高。传统浇注料用水量大于10%,而高技术浇注料用水量在4% 左右。

      1、按耐火骨料品质分类 硅质、粘土质、高铝质、镁质等等 2、按所用结合剂分类 水泥结合、粘土结合、水玻璃结合、超微粉结合等等

      3、按工艺特性和施工方式分类(该方法在实际使用中最多) 浇注料 :一般借助振动器,浇注或振实方式施工(振实) 可塑料 :轻捣、压实,加热后获得强度(压实) 捣打料 :借助风镐或人工强力捣打 (捣实) 喷涂、喷补、涂抹料 :借助喷补机或人工涂抹 (喷、涂实) 投射料:以投射方式施工的填缝材料 耐火泥(浆) :人工砌筑耐火砖,涂抹 4、按热工设备或使用部位命名(技术文本或商务上使用较多) 转炉镁质喷补料、钢包永久层浇注料、高炉出铁沟浇注料等等

      优点: ?工厂占地面积小,投资少,能耗低; ?生产过程简便,劳动强度低; ?供货周期短; ?适用性强,可制成任何形状的构筑物; ?施工简便,直接使用或调配后使用; ?使用方便,可进行在线或离线修补; ?骨料、细粉与定形类似。无缝整体好,工艺简单、成本 低,利润高。 缺点:高温体积稳定性稍差、气孔率较高、耐侵蚀能 力一般不强、质量波动较大,使用后拆卸困难、现场须 配备专用施工设备等。

      一、定义:胶结耐火骨料和粉料,并使不定形耐火材料产生 强度的材料。 二、不定形耐火材料对结合剂的要求 ?良好的凝结硬化特性,满足施工使用强度;

      无机结合剂: 1)硅酸盐类 :硅酸钙水泥、水玻璃、结合粘土等; 2)铝酸盐类 :铝酸钙水泥; 3)磷酸盐类 :磷酸二氢铝、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠; 4)硫酸盐类 :硫酸铝; 5)氯化物类 : 氯化镁;

      2、按硬化(黏-塑转变为弹性体)条件分类 1 )水硬性结合剂 :硅酸盐水泥、铝酸盐水泥; 2)气硬性结合剂 :水玻璃(加氟硅酸钠); 3) 热硬性(加热烘烤200-500℃)结合剂: 磷酸、酚醛树脂、沥青等;

      3、按不同温度下结合作用分类 暂时性结合剂: 水溶性结合剂 :木质素磺酸盐类,糊精; 非水溶性结合剂:石蜡; 永久性结合剂: 碳素结合剂 :沥青、酚醛树脂; 铝酸盐水泥 : 氯化盐和硫酸盐结合剂 : 硅酸盐结合剂、水玻璃等;

      1、水合结合:借助于常温下,结合剂与水发生反应生成水化产物 而产生的结合。 如:铝酸钙水泥加水发生水化反应生成六方片状 CaO?Al2O3?10H2O水化铝酸钙晶体、针状的2CaO?Al2O3?8H2O水化铝酸 钙晶体和立方状3CaO?Al2O3?6H2O水化铝酸钙晶体以及氧化铝凝胶 体,形成凝聚结晶网而产生结合。 2、化学结合:借助于结合剂与硬化剂或结合剂与耐火材料之间在 常温下发生化学反应,或加热时发生化学反应生成具有结合剂作 用的化合物而产生结合。 如:硅酸钠结合剂加氟硅酸钠硬化剂时发生的下列反应: 2[Na2O?nSiO2] + Na2SiF6 + 2(2n+1)H2O → 6NaF + (2n+1)Si(OH)4 反应结合生成水溶胶SiO2· 2O,经脱水形成Si-O-Si网络 nH 状结构,从而产生较强的结合强度。

      3、聚合结合:借助于催化剂或交联剂,使结合剂发生缩聚形成网 络状结构而产生结合强度。 如:甲基酚醛树脂加酸作催化剂或加热时可产生如下缩聚反应 而产生较好的结合强度。

      指低温烧结结合,即在散状耐火材料中加入可降低烧结温度 的助剂或金属粉末,以大大降低液湘出现温度,促进低温下固 -液反应而产生低温烧结结合。

      5、粘附结合:借助于以下几种物理作用之一而产生结合的。 1)物理吸附作用(范德华力); 2)扩散作用 3)静电作用 产生粘附结合的结合剂多数为有机结合剂,即在常温下或低温下 起结合作用、经中温和高温热处理后会燃烧掉,如糊精、羧甲基纤 维素,纸浆废液(木质素磺酸盐)、糖蜜、阿拉伯树胶等。 6、凝聚结合: 是指在粉体-水体系悬浮液中, 加入凝聚(絮凝)剂,或调 节pH值而使微粒子(胶体粒子)发生凝聚而产生结合。

      烧结氧化铝水泥和电熔氧化铝水泥属于纯铝酸钙水泥(工 业氧化铝+优质石灰石制成),的为高铝水泥(铝矾土 +石灰石制成)。

      ? 化学组成:Al2O3,CaO,和Fe2O3,SiO2等 ? 矿物组成:CA,CA2,C12A7 ,C2AS,C4AF,有的还有A(刚 玉) ? CA是高铝水泥的主要矿物,具有很高的水硬活性,凝结虽 不甚快,但硬化迅速,是高铝水泥强度,特别是早期强度 的主要来源。 ? CA2在氧化钙含量较低的水泥中含量较多,其水化硬化慢, 早期强度低而后期强度高。 ? C12A7水化快,凝结迅速,但强度不高。 ? C2AS不发生水化反应,对水泥的水化和硬化无积极作用。

      CAH10和C2AH8都属于六方晶系,呈片状或针状,互相交错, 重叠搭配,可形成坚强的结晶联生体。氢氧化铝凝胶γ-AH3 填 充于晶体的空隙内。同时,水化产物结合水量较大,故能很快形 成比较致密的浆体结构,早期强度显著增长。 CAH10和C2AH8为亚稳相,经过一段时间加热后,会逐渐转化 为稳定的C3AH6(立方晶,粒状晶体,晶体间结合能力差)。 强度顺序:CAH10 C2AH8 C3AH6

      ? 影响因素:矿物组成和水灰比。 ? 加热时强度变化:见图9-6和9-7 ? 使用温度:普通高铝水泥1300,1500℃以下 低钙高铝水泥1600℃以上

      酸碱发生中和反应: HF + NaOH → NaF+H2O 随着反应的进行,混合液碱度下 降,促进相关水解反应的进行,使 硅氧凝胶不断析出并凝聚。 Na2SiF6的作用: 1)Na2SiF6水解同时析出硅酸凝胶体,增加了水玻璃中Si(OH)2的 浓度,促进凝结; 2)Na2SiF6水解后生成HF,中和了水玻璃水解生成的NaOH,加 速了水玻璃水解,促进凝结; 3)NaOH被HF中和,避免了NaOH对硅酸钠胶体的破坏作用, 保证了凝结的正常进行和发挥作用。 注意:1)Na2SiF6有毒,使用时注意安全; 2)Na2SiF6影响耐火性质,适量少加为宜。加入 量为水玻璃用量的10~12%

      2)700度左右时;(结晶,保持强度) 3)加热至800~1000度时; (熔融,热态强度下降) (三)、磷酸盐结合剂-磷酸铝

      磷酸本身没有粘结性,和耐火材料接触后迅速反应生成磷酸盐才表 现出良好的粘结性能(三聚磷酸钠和六偏磷酸钠是最为常见的结合剂与减水剂)。 磷酸铝多是由Al(OH)3 和H3PO4 反应而得的,中和程度的不同, 分别形成Al(H2PO4)3 、Al2(HPO4)3 和AlPO4(正磷酸铝)。前二种是可 溶的,具有正常胶凝性,以磷酸二氢铝最强(不能做碱性材料的结 合剂),当直接使用磷酸铝时,都希望采用含Al2(HPO4)3 较多的材 料。

      偏磷酸铝聚合物的形成和聚合以及同时产生较强的粘附作用, 使结合体获得强度。属于热硬性结合剂。 加热变化: 500℃以前主要脱水,密度降低,但由于聚合作用强度提高。 500-900℃热态强度提高,形成脱水产物,膨胀使结构密实。 900-1000℃由于分解产生P2O5同时磷酸铝晶型转化。 ℃,磷酸盐分解,留下高活性Al2O3与其他物质产 生烧结。

      (四)、氯化镁结合剂 氯化镁MgCl2· 2O结合剂主要用于生产镁质、镁铬质和铬镁 H 质耐火材料,其凝结硬化作用主用是由于MgCl2 与H2O反应生 成氧氯化镁以及由于氯化镁的存在使氧化镁快速持续地水化生 成Mg(OH)2而引起的,其反应式为: xMgO + yMgCl2 + 2H2O → xMgO· yMgCl2· 2O 2H MgO + H2O → Mg(OH)2

      MgO水化反应本来是较慢的,但当水溶液中有MgCl2 存在时, 增大了Mg(OH)2 晶体的溶解度,从而促进MgO的持续水化,使 Mg(OH)2得以大量形成,成为连续的结晶体骨架结构,使结合体 的强度提高。 Mg(OH)2在400℃左右分解,成为高度分散的具有相当高活性 的MgO,促进固相反应,有利于烧结。 通常控制MgCl2水溶液的比重在1.24左右,加入量~3%。

      六、微粉结合(微米技术) (发展最到前端“纳米技术”) 高技术浇注料的配制几乎都涉及到微粉的使用。上世纪80年 代以后,在陶瓷和耐火材料的使用中,人们发现提高细粉的细度 可以促进烧结过程、降低水的用量、提高材料的强度、提高坯体 的致密度。 A.1~100nm 主要使用于电子、磁材、光学材料、精细陶瓷 B.0.1~10μm 一般陶瓷材料 各专业有关微粉的称呼存在差异:微粉、超微粉、细粉、超细 粉、微粒子、微颗粒、超微颗粒、亚微粒子、极微粒子。 下面的归纳供同学们参考: 粉体粒径: 10~103μm 微粒子(微粉)粒径: 0.1~10μm 超微粒子(超微粉)粒径: 1~100nm 极微粒子粒径: 1nm 一般认为(微米技术) ,粒径小于10um可以称为微粉, 小于5um的称为超微粉。

      ? 微粉表现出的特性理论基础是表面现象理论。具有高比表 面积的微粉能在那些必须由质点迁移来完成的反应和烧结 过程中表现出更大的活性,从而促进这些过程的完成。 ? 随着颗粒粒径的变小、表面积的增大和活性的提高, 具有高比表面积的微粉能在那些必须由质点迁移来完成的 反应和烧结过程中表现出更大的活性,从而促进这些过程 的完成。 ? 研究表明:对于晶体而言,细小晶体表面的饱和蒸汽压大 于晶体表面的饱和蒸汽压,这就使破碎后的微小晶体的熔 点比晶体低,而其溶解度则比大晶体增大,这无疑对陶瓷 和耐火材料在烧结过程中的晶体长大有促进作用。

      2、微粉作用机理 :较复杂,一般认为是填充作用和凝聚结合的共 同作用。 填充作用 :没有微粉时,虽然材料的堆积密度较大,许多空隙 是被水填满的,干燥过程中,自由水被排除,留下许多孔隙,材 料的致密性差,对材料的性能不利。加入微粉后,空隙被微粉所 占据,少量微孔被水占据,用水量降低,材料的体积密度增加, 气孔率降低。 凝聚结合 :凝聚结合代表着浇注料结合方式的发展方向,值得 重视。所谓“凝聚结合”是指使具有或接近胶体粒子尺寸的微粒 物质,依靠范德华力(包括氢键的吸引)发生凝聚结合作用。 1)不生成大量含结构水的水化产物,挥发和分解成分少,有利于 材料受热后结构和强度的保持; 2)微粉的表面活性高,有利于提高低、中温的结合强度,降低烧 结温度; 3)微粉分散后可填充更细小的空间,有利于减水,改善流动性和 提高致密度及改善抗熔渣渗透性;

      近年来,无水泥浇注料结合体系的一个新的结合方式是由无定形 SiO2微粉与MgO和H2O作用产生的MgO-SiO2-H2O凝聚结合。

      SiO2微粉(硅灰)为铁合金厂、金属硅厂的副产品(气相沉淀而 成),粒度在0.1~0.5μm,球形颗粒,活性适宜,能在颗粒表面形 成硅胶薄膜,起到低温结合作用。 凝结机理(以镁质材料中加入SiO2微粉为例): 它们生成含结构水少的凝胶,同时降低MgO的水化率和加热过 程中的失重,且在较宽温度范围内逐渐脱水,因而快速升温对结 构的破坏作用不大。 SiO2微粉水化后,表面形成类似硅胶结构并存在大量羟基的Si -OH键,烘干脱水后形成Si-O-Si键。

      同时,研究表明,110℃干燥24小时后,可在MgO颗粒表面 形成类似硅酸镁类化合物的物质,中高温处理后可以转变成镁 橄榄石,提高材料的强度。该凝聚结合的特点:

      ?高温下,镁橄榄石的生成为高熔点矿物。可避免采用水玻璃, 聚磷酸钠等结合剂带入的Na2O或水泥中引入CaO的不利影响 ;

      微粉的用量不宜太多也不宜 太少。一方面,多余的微粉会 发生团聚,烧结过程中会发生 收缩,影响材料的整体性能。 另一方面,微粉过少,尚有孔 隙未被填充,试样致密度不高。

      用以改善不定形耐火材料性能的物质,如施工性能、使 用性能等,为组成总量的万分之几到百分之几。 二、分类

      1、减水剂:保持浇注料流动值基本不变的条件下,可显著降 低拌和用水量的物质。 可减水10-15%,高达20-30%。

      作用机理:不与材料反应,只起表面物理化学作用。溶于水后 能吸附在粒子表面上,提高粒子表面的ζ电位,增加粒子间斥力, 释放出由微粒子组成的凝聚结构中包裹的游离水。保持浇注料流 变性(作业性)的条件下,能使单位用水量减少,满足作业需要。

      常用的减水剂有:三聚磷酸钠(Na3P3O10)、六偏磷酸钠(NaPO11)n, n=14~40,两者还可作为碱性结合剂。硅酸钠(Na2· nSiO2· 2O) mH 和木质磺酸盐(R-SO3Na)(便宜),最后一种为有机类物质。

      如:铝酸盐水泥结合的耐火浇注料加水搅拌时,水泥颗粒间形成了 一种絮凝状结构,拌和水的一部分形成水膜,另一部分则是被水膜 包围的游离水,后者不起改善浆体流动性的作用。为了提高浇注料 的流动性,必须增加水用量,从而降低材料的性能,加入减水剂后, 减水剂吸附于水泥颗粒表面,增大水泥颗粒间的斥力,释放出游离 水。 结果表明,加入减水剂后,减水率为10~39%,110℃强度提高 7~22%,1000℃处理后的强度增加24~27%左右。

      增大拌和好的耐火材料混合物的可塑性,或者说能提高混合 物(泥料)在应力作用下产生应变能力的物质。 ? 主要用于:可塑料和捣打耐火材料。

      增塑剂的作用在于能增大泥料中粒子之间润滑和粘结作用,使 粒子之间产生位移时仍能保持连续接触而不断裂。增塑剂是一类 具有粘滞性的物质,或是一类表面活性物质。

      不定形耐火材料常用的增塑剂有塑性粘土、膨润土、滑石粉、 氧化物超细粉、糊精、甲基纤维素、木质素磺酸盐、烷基苯磺化 物等。

      促凝剂的作用机理比较复杂。不同结合剂使用不同促 凝剂。 铝酸钙水泥结合的浇注料所用的促凝剂多为碱性化合物, 如:氢氧化钙、碳酸钠和硅酸钠等。 铝酸钙水泥、滑石(3MgO· 4SiO2· 2O)等。 H 磷酸铝(钠)和石灰等。

      ? 定义:延缓耐火材料凝结和硬化时间的物质。 ? 作用机理: ? a.形成络合物,缓凝剂与结合剂解离出的离子形成络合物,抑制 了水化物或反应产物结晶析出,或抑制晶粒长大; ? b.形成薄膜,缓凝剂吸附于水泥粒子表面,形成薄膜,阻止了水 泥粒子与水接触,抑制了水化反应速度。 ? 缓凝剂一般在铝酸钙水泥结合的浇注料中使用,所用缓凝剂 有乙二醇、木质磺酸盐、磷酸盐等。

      5、发泡剂 能够降低液体表面张力,大量产生均匀而稳定的泡沫的物质。 多孔轻质耐火浇注料在生产时,往往需要加入一定量的发泡剂, 如松香胶等。 6、保存剂 能够保持不定形耐火材料储存一定时间后施工性能不变或变化 不大的物质。

      例如:用磷酸或磷酸二氢铝结合的铝硅系耐火可塑料或捣打料 时,由于磷酸合磷酸二氢铝会与材料中的氧化铝反应生成不溶性 的正磷酸铝AlPO4· 2O容易使混合料过早变干,失去作业性,因此, xH 需要加能与Al3+生成络合物的物质,以抑制不溶性AlPO4· 2O的生 xH 成,延长保存期限。所用保存剂有:草酸、乙二酸、柠檬酸、酒 石酸和糊精等。

      弥补材料在温度变化过程中的体积收缩,以避免不利后 果的产生。 ? 防止不定形耐火材料使用收缩(不预烧,使用时收缩) 的措施(膨胀原理)有如下三种: ? (1)热分解法 (2)高温化学反应法 (3)晶型转化法(SiO2)

      8、烧结剂 降低材料的烧结温度,促进材料在低温下烧结的物质。 如:粘土,可提高浇注料的中温强度。 9.防爆剂:通过加入物(铝粉+水)形成的气体、融化后形成 的裂纹或因膨胀系数不一致形成裂纹来开辟排除水蒸汽的通道。 不定形耐材含水多,使用烘烤不当,易爆裂。

      A、金属铝粉 金属铝粉与水混合后发生放热反应,逸出氢气。 2Al+6H2O→2Al(OH)3+3H2↑

      聚乙烯和聚丙烯纤维直径一般只有15um左右,这些化学 纤维在较低温度下就发生收缩,在加热产生蒸汽的温度以 下就能熔融,这种收缩和熔融形成了空洞,使浇注料透气 率提高。 C、乳酸铝Al(OH)3-x(CH3CHOHCOO)x· 2O nH

      在常温下,具有凝结硬化性,在硬化时发生溶胶 -凝胶转化,使硬化体基质内产生微小裂纹,从 而使浇注料透气性能提高。

      1)增强韧性,提高抗应力-应变能力,提高抗机械冲 击性能; 2)提高抗热震稳定性能,提高材料抗开裂与剥落性;

      一、定义 耐火浇注料是一种由耐火物料制成的粒状和粉状材料,加入 一定量结合剂、外加剂和水共同组成的,具有较高流动性,适用 于以浇注成型的不定形耐火材料。 二、原材料的选择 1、颗粒料 (骨料) 基本上说,可由各种材质的耐火原料制成。为避免材料在使 用过程中发生收缩,应尽量选择热膨胀系数较小的耐火材料原料 为颗粒料。需要注意的是:蓝晶石不宜直接用作粒状材料,在 1200~1400℃温度范围内变成莫来石会发生急剧体积膨胀,可制 成粉料(收缩大),适量加入浇注料中防止体积收缩。 应根据原料的性质和使用部位的具体情况来选择原材料。

      对颗粒料的要求: 1)烧结良好,吸水率为1~5%; 2)熔融材料不宜以颗粒料的形式加入,可以超细粉的形式加入。

      因熔融材表面不吸水,易使浇注料中粗颗粒的下部积水多,使颗粒与结合剂之 间结合强度降低,在使用中不易形成烧结密实的整体;

      2、粉料 粉料的作用: 1)紧密堆积; 2)保证混合料流动性; 3)提高浇注料结合强度; 4)体积稳定性; 5)促进烧结和提高耐侵蚀性;

      通常采用同颗粒料相同的材 质的原料作为细粉,其品位要 求更高。如以普通烧结镁砂为 骨料,就以电熔镁砂为细粉。

      破碎-颚式(粗碎) 粉碎-圆锥,辊式(对辊) 筛分-按尺寸大小分成不同粒径的颗粒料。有固定筛和 电磁振动筛之分,其中,后者的筛分效率较高。 细磨-耐火粉料的制作。球磨机、管磨机(筒磨机)、 振动磨机等。

      预混合-指外加剂、结合剂和细粉等全部粉料和某几种粉料 的预先混合。在高档不定形耐火材料的生产中,必须用预混合粉, 否则,微量的外加剂、超微粉等外加物难以混合均匀,造成性能 的不稳定性,影响施工和使用性能。 混合-双螺旋锥形搅拌机

      在耐火材料浇注料的生产中,如果采用水泥或液体结合剂 式,可分装或直接发到用户,必须注明其技术要求和用量。

      2、防爆裂外加剂 防爆裂外加剂的作用原理:通过加入物形成的气体、 融化后形成的裂纹或因膨胀系数不一致形成裂纹来开辟 排除水蒸汽的通道。 A、金属铝粉 B、某些有机或无机物 C、乳酸铝Al(OH)3-x(CH3CHOHCOO)x· 2O nH

      粘土质浇注料的使用温度为1300~1450℃;轧钢加热炉、竖 窑和回转窑预热带等的内衬。 高铝质浇注料的使用温度为1400~1550℃;热处理炉内衬和 烧嘴,电炉出钢槽、石灰竖窑高温段等的内衬。 刚玉质浇注料使用温度为1500~1650℃ ,主要用于作各种 高温炉和高温构件的衬体,浸渍管外衬,喷射冶金和吹氩整 体喷枪的衬体,钢包精炼炉(LF炉)炉盖等。

      在配料方面,低水泥和超低水泥结合浇注耐火材料同普通浇注耐 火材料所不同的是在由耐火细粉和结合剂组成的基质中,用微粉 (指粒度小于10μm)来取代部分或大部分铝酸钙水泥,再加入少 量分散剂使微粉均匀地分散于骨料颗粒之间,填充在亚微米级的空 隙中,从而形成均匀致密的组织结构。 振动型低水泥和超低水泥浇注料的配料组成一般为:耐火 骨料60%~70%、耐火粉料18%~22%、铝酸钙水泥3%~7% (低水泥型)或1%~2%(超低水泥型),氧化硅微粉(或氧 化铝微粉)3%~6%,微量分散剂。

      1)由于其中CaO含量低,高温下基质中的低共熔液湘数量少, 材料的抗渣性能、高温强度和荷软会得以提高。 CaO+SiO2+Al2O3 在高温下将形成钙长石(CAS2 )和钙铝黄长石 (C2AS),这两个物相都是低熔相。 2)加入的水较少,只有普通浇注料的1/2~1/3,材料的气孔率较 低,体积密度提高。

      3)水泥颗粒的水化产物在加入过程中会分解。水泥加入 量的减少将避免大量水合键破坏而使中温强度下降引发的 问题,有利于材料中温强度的提高。 一般混合程序:先将各种粒级的原料干混2~3分钟, 再加水湿混4~6分钟。

      耐火性能优于高铝水泥,是一种较好得筑炉 材料; 水化速度较慢,后期强度大,耐火度高,中 温强度下降较少,热震稳定性和耐磨性好;

      烧结氧化铝水 荷重软化温度高,高温强度大,抗渣性能较 泥耐火浇注料 好,成本较高; 电熔氧化铝水 快硬高强,高耐火度,高荷重软化温度,体 泥耐火浇注料 积稳定性好,耐磨性好,抗剥落性强。

      通常将不含水泥而依靠加入微粉或溶胶产生凝聚结 合的可浇注成型的耐火材料称为无水泥耐火浇注料。

      使用水泥耐火浇注料时注意事项: 1)水泥用量在保证常温强度的条件下,应尽量减少其用量,以提高耐火浇注

      3)耐火粉料粉料越细,细粉量越多,有利于减少水泥和水的用量; 4)耐火骨料形状越不规则越好,尽量不要使用片状骨料; 5)外加剂 减水剂三聚、六偏等; 促凝剂 Na2CO3、Na2SiO3 缓凝剂 NaCl、AlCl3、硼酸等; 膨胀剂 ”三石”; 烧结剂软质粘土、金属硅等; 6)养护制度为防止水泥早期

      以电熔和烧结镁砂为骨料和粉料,结合剂采用MgCl2、MgSO4、水 玻璃、多聚磷酸盐和微粉等。

      特点:烧后线变化较小,荷软高、强度高、抗碱性渣的能力 强,耐钠盐熔融物侵蚀能力强。 缺点:抗渣渗透性较差,易剥落(渣和砖的热膨胀系数不一 致),易水化及干燥过程容易产生裂纹。

      由粒状和粉状物料与可塑粘土等结合剂和增塑剂配合,加入少 量水分,经充分混练,所组成的一种呈硬泥膏状并在较长时间内 保持较高可塑性的不定形耐火材料。

      二、可塑料应具备的基本性能 1)有一定的可塑性 2)有一定的保存期 3)常温养护后具有一定的强度 4)具有一定的高温体积稳定性

      与粘土的特性、加入量及水量有关。水量增加,可塑性提 高,但也不能过高,一般5~10%,也可外加增塑剂。 增塑剂的种类:木质素磺酸盐、木质素磷酸盐、纸浆废 液等; 结合剂有水硬性和气硬性(要采取密封措施)之分,长 期储存还需要缓凝措施。 四、困料 困料:磷酸盐结合的,因制成混合料后,物料中的金属铁等杂 质与酸反应,形成气体,使混合料膨胀,结构疏松,硬化强度下 降,需要将混合料放臵一段时间,使气体充分逸出,再加入余下 的结合剂,也可以加与金属反应成络合物,从而抑制膨胀 作用。

      1、定义:不加水和液体结合剂的耐火混合料,在振动 (捣)作用下,可形成致密而均匀的整体,靠加热时结合剂 或烧结剂产生强度的一种不定形耐火材料。

      2、工艺原理:掺加低、中温高效复合烧结剂和超微粉,保证各温 度下物料的化学结合和陶瓷结合;颗粒级配精细;在较小振动力下 物料易于流动,堆积密度高。 3.注意问题 1)合理级配,减少颗粒偏析,合理增加细粉含量; 一般级配:粗:中:细=(20-30):(30-40):(30-40) 2)结合剂的选择 环保、无异味,能够带来一定的强度。有有机和无机结合剂,如: 树脂、硅酸钠等。 4.施工 模具是可带烘烤的装臵。

      中间包也称为中间罐、中间盛钢桶或钢液分配槽,是连续 铸钢系统中使用耐火材料最多的一个热工设备。 由烧结镁砂,或烧结镁钙砂,和少量的低温结合剂与中、

      的附着振动器振实后,带模烘烤至200-300℃后即可脱膜, 靠低温结合剂的热固性特性产生结合强度。

      同中间包用碱性涂抹料和喷涂料相比较,用碱性干式振 (捣)料具有如下优点: ?施工简便,烘烤周期短; ?有利钢液的净化; ?可多炉连铸,吨钢成本降低; ?使用后残衬更易于拆除,永久层寿命提高;

      材 质 主要化学成分 % 冷态耐压强度 MPa 冷态抗折强度 MPa 体积密度,g/cm3 线变化率,% MgO 镁质 85 镁钙质 60

      二、 生产和施工 1)合理级配 中间包碱性干式振动料的粒度级配不要求达到最紧密堆 积,但骨料与粉料之比也要适当。粒度范围为0~5mm, 一 般 骨 料 ( > 100μm) 与 粉 料 ( < 100μm) 质 量 比 控 制 在 (60~65)∶(35~40)。 2)结合剂的选择 环保、无异味,能够带来一定的强度。分为有机和无 机结合剂,如:树脂、硅酸钠等。

      中间包干式振捣料施工时必须注意防止发生偏析而造成 衬体组织结构不均匀,加料要均匀,振动时间要适当,不 可长时间振动。衬体带模烘烤温度控制在200~300℃,烘 烤时间可根据衬体厚度而定,以达到衬体完全固化为止。

      三、电炉底用镁钙铁质干式振动(捣)料 电弧炉是以电极端部和炉料之间发生的电弧为热源 进行炼钢的设备。

      镁钙铁(MgO-CaO-Fe2O3)质干式振捣料主要用于构筑或修 补电弧炉炉底,它是由预合成镁钙铁砂和烧结或电熔镁砂按 一定颗粒级配组成的混合料,一般不须另加助烧结剂。

      铁酸二钙的熔点为1449℃,加上Al2O3、SiO2等杂质的影响, 此类材料约在1100~1200℃温度下就有液相出现。因此镁钙铁砂 是一类在较低温度下即具有烧结性的材料。

      一是会出现烧结层过厚 二是高温下衬体工作层有大量液相存在,会降低 使用性能(荷重软化点低、抗冲刷、抗侵蚀性下降)。

      一般镁钙铁砂要与高档镁砂配合使用,借助于高温下原 位反应,使MgO吸收大量的Fe2O3,形成固溶体,使镁钙 铁砂中的液相量逐渐减少以致消失,从而提高电炉底的使 用寿命。

      对配制干式振捣料的镁钙铁砂,一般要求限制Al2O3 和SiO2含量,因为Al2O3和SiO2含量过高,不但使干振料

      用MgO-CaO-Fe2O3质干式振(捣)料构筑电弧炉炉底时, 构筑总厚度一般不小于450mm。施工时要分层振捣,每层 振捣厚度约为100~150mm。振捣时采用平底振捣机,从围 边到中心返复捣实,直到规定厚度。 施工好炉底衬上面要覆盖废钢板或废钢料,以防加废钢 时破坏炉底的平整性。

      冶炼第一炉不要吹氧助熔,并采取小电流逐渐熔化 废钢,利用钢液的热量使干式振捣料上面工作层逐渐烧 结到一定厚度。也可在第一炉适当延长冶炼时间,使干 式振捣料烧结达到一定厚度后,再转入正常冶炼操作。

      主要工序有:耐火原料的破碎、粉碎、筛分、配料、混 合、分装和检验等。 破碎-颚式(粗碎)

      筛分-按尺寸大小分成不同粒径的颗粒料。有固定筛和电 磁振动筛之分,其中,后者的筛分效率较高。

      预混合-指外加剂、结合剂和细粉等全部粉料的预先 混合。在高档不定形耐火材料的生产中,必须用预混合 粉,否则,微量的外加剂、超微粉等外加物难以混合均 匀,造成性能的不稳定性,影响施工和使用性能。

      生产过程大致如下图所示。 原料 ? 检验 ? 破碎 ? 粉碎 ?筛分 ? 细磨 料仓 预混合细粉料 颗 粒 料

      [C]+MgO(s)=Mg(g)+CO(g) 化学侵蚀; 熔渣对材料的侵蚀: Fe2+对方镁石点阵结构的破坏; 相同之处:低熔点物相的形成降低了颗粒料间的结合力;

      七、提高碱性干式料使用寿命的措施 1、合理选材,减少使用过程中低熔相的形成数量,提高 材料抗钢水和熔渣侵蚀的能力; 2、优化基质组成和颗粒级配,提高材料抵抗熔渣和熔钢 的渗透能力;

      采用捣固法施工的半湿状态的耐火混合料称为耐火捣打料。 与耐火可塑料不同,此类耐火混合料是一种低塑性或无塑性捣 固材料,是依靠强制捣固而形成致密体,再经加热烘烤或焙烧 发生硬化而获得一定的结构强度。 一、高铝-碳化硅-碳质捣打料 (Al2O3-SiC-C) 由高铝熟料、碳化硅、碳素材料、结合剂和外加剂组成的

      碱性耐火捣打料是由烧结或电熔镁砂(或镁钙砂、镁钙铁砂)、 结合剂和外加剂(烧结剂)组成的半湿状态可捣打施工的混合料。

      碱性耐火捣打料有含水碱性捣打料和无水碱性捣打料之分。 含水碱性耐火捣打料不能直接用水来调制捣打料,因为水会与 MgO反应生成Mg(OH)2而导致捣打衬体胀裂或碎裂。 因此必须用能防止镁砂水化生成 Mg(OH)2的结合剂,这类结 合剂包括有氯化镁(卤水MgCl2· 2O)水溶液,硫酸镁水溶液, 6H 水玻璃和聚磷酸盐水溶液等,它们能与MgO反应生成复合盐 (或络合盐)而产生结合作用。

      无水碱性耐火捣打料是用脱水焦油和沥青,或液体状酚醛 树脂作结合剂。配料组成为镁砂(或镁钙砂)86%~90%,烧 结剂(氧化铁粉或镁钙铁砂)2%~3%,沥青粉或石墨粉3%~7%, 外加脱水焦油或液体状酚醛树脂9%~11% 。 配料粒度组成一般为3.5~1.5mm 40%,1.5~0.5mm 20%,

      喷射耐火材料是通过专用的设备以高速气流为载体进行喷射施 工的耐火混合材料。 喷射耐火材料料按受喷补衬体上接受喷射物料的状态可分 为两大类: Ⅰ冷物料喷射法 Ⅱ熔融物料喷射法(简称熔射法)

      还可按受喷补衬体的表面温度状态分为: (1)冷态喷补(喷涂),指受喷补衬体处于常温下; (2)热态喷补(喷涂),指受喷补衬体表面温度在约 700℃以上。

      材质 氧化镁质 镁钙质 镁质、镁钙质 镁铬质、高铝质 镁质 镁钙质、镁铬质 镁质、镁钙质 铝碳化硅碳质 铝碳化硅质 氧化铝制 镁质 镁钙质、镁铬质

      优点: 和需要现场施工的不定形耐火材料相比,具有外形尺 寸精确,性能稳定、施工周期短等优点。与烧成制品相比, 制品成品率高,无需烧成窑炉,节约能源、生产成本低、性 能优良。 不烧砖的分类 结合剂不同-磷酸盐、水玻璃、硫酸盐、氯化物、水泥、碳结 合剂(如酚醛树脂和沥青等)。

      ?要求原料煅烧良好 ; ?必须有合理的颗粒级配并施加较高的成型压力 ; ?选择合适的结合剂 ; ?添加剂的选择 ; ?干燥制度的确定

      含碳不烧砖是随着钢铁冶炼新技术、新工艺、新装备的发 展而产生的,在耐火材料领域中开发研究和应用推广最活跃 的领域之一,并取得了丰硕的成果。

      含碳不烧砖的品种较多,主要有铝碳砖、铝镁碳砖、铝锆 碳砖、镁碳砖、镁钙碳砖和镁白云石砖等等。该类产品在高

      1)施工时间长; 2)盛钢桶周转效率低; 3) 导致包衬寿命不稳定; 4)在使用过程中存在潜在安全隐患。

      火材料生产厂内完成。产品运输到现场后可直接投入使用。其 产品性能稳定、质量好、储存和运输方便,可实现机械化筑炉; 同时,在预制块出厂之前,往往经过烘烤处理,烘烤温度视产 品不同波动在110~600℃,由于排除了制品中大部分的水分, 能缩短现场烘炉(包)时间。

      模具:木模、钢模和钢木复合模。 对模具的要求:尺寸精确,复合设计要求,模 板有足够的强度和刚度,使用中不变形,安装和

      生产流程: 湿混(3~4分钟)→振动台→振动至表面泛浆→抹平→标记 ↓ 入库←拣选←干燥←脱模←养护

      第八节 耐火泥浆 耐火泥浆是用于砌筑定形耐火制品的接缝材料,它 是由耐火粉料、水或液态结合剂和外加剂(如分散剂、 塑化剂,稳定剂或保水剂)等组成的,是一类含高浓度 固体粒子的膏状浆体(或称浓悬浮液)。

      调制)。 耐火泥浆中固体/液体重量比约为(70~75)/(30~25),一般 是用抹刀涂抹法施工。 与耐火制品的分类相同.

      1)具备良好的流动性和可塑性,以便于施工; 2)在施工后和使用时的各温度阶段应有必要的粘结性,一定的

      有抵抗外力和耐气、渣侵蚀的作用; 3)具有与砌体或底层材料相同或相当的化学组成,以避免耐火 泥处先损毁和避免因不同材质而造成危害的化学反应; 4)具有与砌体或底层材料相近的热膨胀性或收缩性,以免互相脱 离和引起泥层破裂; 5)体积要稳定,以保证砌体和保护层的整体性和严密性。 6)砌筑性能好,且具有合适的粘结时间,不沉淀、不流淌,易做 到灰缝饱满,砌筑进度也可以加快。

      硅酸铝质耐火泥浆包括有粘土质、莫来石质和高铝质 耐火泥浆。主要用于作铁水罐、鱼雷罐、盛钢桶、高炉炉 缸、炉腹等部位耐火制品砌体的接缝料。

      铝矾土熟料、烧结或电熔刚玉制成粉料,与软质粘土、结 合剂和外加剂配制而成。一般硅酸铝质耐火泥浆中都加有 软质(塑性)粘土,加入软质粘土的目的在于改善其作业 性,如铺展性和粘附性等。也可用氧化硅微粉(烟尘硅) 取代软质粘土来改善作业性,而且可降低耐火泥浆的烧结 温度。

      硅酸铝质泥浆中的外加剂包括有减水剂、稳定 剂,增塑剂和防缩剂等等。 硅酸铝质泥浆的粒度范围一般为0~0.5mm,

      碱性耐火泥浆是用于砌筑碱性耐火制品的接缝材料,包括 有镁质、镁铝质、镁铬质和镁硅质等耐火泥浆。 碱性耐火泥浆是用烧结或电熔镁砂、或合成原料(如镁铝 尖晶石、镁铬尖晶石)、或废镁砖、废镁铬砖等破粉碎后制成 的粉料,加结合剂和添加剂配制成的。制备泥浆的粉料粒度组 成与其他耐火泥浆相似,是由0.5~0.088mm和<0.088mm两种 粒度配制的,其配合比为(70~75)∶(25~30)。

      碱性耐火泥浆用的化学结合剂有氯化镁(卤水)、硫酸 镁、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、硅酸钠(水玻璃)等,用这 些化合物的水溶液调制的碱性耐火泥浆均具有一定的作业时 间,而且凝固后均具有一定的结合强度。但较普遍采用的是 卤水和聚磷酸钠结合剂。非水系碱性耐火泥浆是用液态酚醛

      含碳耐火泥浆主要分为高铝质、镁质、碳化硅质和碳质四 类,每类中依据次组成的不同而分为若干品种,是砌筑含碳不 烧砖的重要材料,也是某些碳质或含碳质制品的良好灌缝料。

      高铝质和镁质含碳泥浆的耐火粉料主要有矾土熟料、 刚玉、莫来石、镁铝尖晶石、烧结镁砂、电熔镁砂等. 碳素材料为鳞片石墨、土状石墨、电极粉和焦炭粉 等,其细度小于100目,用量5~20%. 结合剂主要有树脂、沥青粉,用量25~50%。

      适量的外加剂。如掺加硅线石、蓝晶石和硅石粉料 作为膨胀剂,以弥补耐火泥浆高温下的收缩,保证砌缝 的稳定性。

      隔热耐火泥浆 是砌筑隔热耐火制品的专用泥浆。它分为硅酸铝质和硅质两类。 隔热耐火泥浆用的耐火粉料有:高铝矾土熟料、粘土熟料、废 硅砖和半硅砖(重质);各类隔热砖、空心球、粉煤灰漂珠和微 珠等;

      结合剂主要有糊精、水玻璃、多糖淀粉、氢氧化铝溶胶、硅 溶胶等等;外加剂有木质素磺酸素盐、羧甲基纤维素和聚磷酸 盐等; 增塑剂主要用软质粘土,膨胀剂用蓝晶石和硅石等。 该类泥浆具有质轻、高强和低热导率等特点,砌筑粘结时间 适宜,因此易于揉动、砖缝灰浆饱满、气密性强、隔热效果好 等特点。 隔热耐火泥浆的颗粒级配一般为:大于0.5mm的小于2%, 小于或等于0.074mm的50~70%。

      耐火涂料是用于作耐火材料衬体表面的工作衬或保护衬 的泥膏状材料。是一类具有较小屈服值的宾汉型流体的泥 料,具有较好的铺展性,可采取人工涂抹(刷)或机械喷 涂法施工。

      附钢水中的氧化物(如Al2O3,SiO2,Fe2O3)和P,S 等杂质, 使钢水中非金属夹杂物降低而起净化钢水的作用。

      镁钙质中间包涂料是由白云石和/或烧结镁钙砂、烧结或 电熔镁砂、结合剂、外加剂(分散剂、增塑剂、烧结剂)和有 机纤维组成的。 白云石是由碳酸钙CaCO3和碳酸镁MgCO3组成的复盐,理论 上含CaO 30.4%,MgO21.9%。经煅烧分解后含CaO58%, MgO42%。 镁钙质涂料允许的最大颗粒度为3~5mm,其粒度组成为> 0.088mm 60%~65%,<0.088mm 35%~40%。有机纤维加入

      量系根据所要求的涂料体积密度而定,可在0.5%~2.5%范围内 调整,体积密度是随着有机纤维加入量的增大而降低。体积密 度一般控制在1.9~2.3 g· -3范围内较合适。 cm

      热辐射涂料(层)是指在红外波段具有高发射率值或特定 选择性辐射特性的涂料,此种涂料涂刷或喷涂,或熔射于工 业炉衬体表面形成涂层,可提高炉壁表面的热辐射率,提高 炉内的热利用效率。因此也称为节能涂料。

      SiC质热辐射涂料是由SiC粉料(<0.1mm),结合剂和外 加剂组成的。结合剂可采用有机硅类溶胶,或磷酸盐、硅酸 盐、硼酸盐。外加剂包括有防沉降剂(如羧甲基纤维素,阿 拉伯树脂、糊精等)和塑化剂(如软质粘土、膨润土、氧化 硅微粉等)。

      防氧化耐火涂料是用于含碳耐火制品(如镁碳砖、铝碳砖、 铝碳长水口和侵入水口等)在热处理过程中和使用中防止碳 素氧化的泥料。

      对这类涂料的技术要求是: (1)涂料铺展性要好,能很好地粘附于含碳制品的表面,对含 碳制品表面具有一定浸润性; (2)烘干后与含碳制品表面具有一定的结合强度; (3)涂抹于制品表面上后成膜性好,涂层不发生开裂和脱落; (4)在中、低加热烘烤中能形成均质致密釉化层,以阻止空气中 的氧气侵入制品内,防止制品中的碳素氧化。

      为了满足上述技术性能要求,防氧化耐火涂料是由陶瓷釉料,结 合剂和涂料助剂(分散剂、防沉降剂、增塑剂、偶联剂等)组成的。

      而耐火保温涂料主要是用于作耐火衬体内表面的保温涂层, 使用温度在1100℃以上。 以膨胀蛭石或膨胀珍珠岩为主体材料配制成的涂料的一 般性能为:体积密度0.36~0.50g.cm-3,350℃的热导率为 0.06~0.12 W· K)-1。这类耐热保温涂料主要用作裸露于大 (cm· 气中的工业炉砌体的外表面保温,如作轧钢加热炉、热处理 炉、玻璃窑等炉(窑)顶的外表面保温涂层,以及一些热风 或废气管道的内壁保温涂层。

      直接影响施工效率和施工体质量。 1、和易性 衡量不定形耐火材料混合料 (加入水或液状结合 剂)搅拌混合达到均匀时的难易程度称为和易性。

      另一方面,骨料颗粒形状对和易性也有较大影响、不 规则形状的骨料、如片状、柱状、尖角状等颗粒,搅拌 混合时,摩擦阻力大,和易性差。而球状或近球状颗粒, 混合时摩擦阻力小、和易性较好。

      评估浆体状不定形耐火材料流动性的标准称为稠度。流动性 愈大、稠度愈小。浆体的流动性与浆体中的固体/液体之比有密 切关系,固/液比愈大、浆体的流动阻力也愈大、自由流动值也 就愈低。

      度、以及添加剂的性质与加入量也有密切关系。不同性质的固体 粉料应选用不同性质的分散剂。 稠度的测定有两种常用的方法: 1)耐火泥浆稠度试验方法 2)耐火浇注料稠度测定方法

      衡量耐火浇注料振动浇注或自流浇注施工难易的一个技 术指标是用流动值来表示。流动值越大的浇注料、越容易 充填模型和表面摊平,也越易获得均匀结构的施工体,其 施工过程方便。 影响浇注料流动值的因素很多,主要有:

      内径为100mm的截头圆锥筒臵于跳桌的带同心圆刻度的玻 璃板桌面上,然后将拌合好的浇注料倒入截头圆锥筒内,

      次后、从相互垂直的两个方向测定浇注料在玻璃板上铺展 的直径,取其平均值D,按下式计算流动值f.v。

      对自流浇注料来说,其流动值测定步骤与上述相似,只是 不予以跳动振动,抽去圆锥筒后, 待浇注料自流铺展2~3分 钟后,再测定其铺展后的直径,计算方法同上。

      4、铺展性 泥浆状或泥膏状耐火材料用抹刀涂敷于耐火制品或耐火 砌体表面上的难易程度称为铺展性。 对这类浆状或膏状耐火材料一般要求具有一定的粘塑性、 以使涂敷材料在抹蔓过程中既易于均匀铺展开、又不发生干 涸(保水性好)或流淌。

      粘土、羧甲基纤维素、甲基纤维素钠盐、木质素磺酸盐、 糊精、硅溶胶等,其中羧甲基纤维素、甲基纤维素既具

      铺展性的好坏目前尚无确切的测定方法、多数以施工 者的感觉为准,但对耐火泥浆来说、是以涂敷于砌体上的 泥浆允许来回揉动的时间来衡量铺展性的好坏。

      外力解除后能保持变形后的形状称为可塑性。可塑性是用 可塑性指数表示。可塑性指数是衡量材料的可塑性或材料 施工难易程度的一个很重要指标。 粘土质和高铝质耐火可塑料可塑性指数试验方法为:在 测定仪上将可塑料制成直径为50mm,高为50±2mm的试 样,然后将试样放在仪器的垫座上,测取受冲击前试样的 高度L0(mm),经受仪器上的重锤冲击3次后,测取受冲击 后试样的高度L值。再按下式计算可塑性指数Wa%:

      量,以百分率计算称为附着率。也可以其未附着的失落量所 占的百分率来计算,则称为回弹率。附着率是喷射耐火材料

      (1)喷射料的粒度组成 (2)基质料的流变学性质 (3)喷射气流的压力与流速 (4)喷射施工的操作 (5)受喷衬体的表面性质与状态

      7、凝结性 不定形耐火材料加水或液体结合剂拌合后,拌合料逐渐失 去触变性或可塑料而处于凝固状态的性质称为凝结性。 经历这一过程所需的时间称为凝结时间。 拌合料开始由粘-塑性体或粘-塑-弹性体转变成塑-弹 性体的时间为初凝时间, 由塑-弹性体变成为弹性体的时间为终凝时间。 对耐火浇注料来说,为了满足施工作业时间的要求,一

      但对喷射耐火材料来说,却要求凝结时间越短越好,如湿 式喷射料,要求喷到受喷面上后能立即发生闪凝,以防止 喷涂层发生脱落或倒塌。

      不定形耐火材料加水或液状结合剂拌合和成型后,经过 一定时间养护或加热烘烤固化而产生强度的性质称为硬化 性。出现硬化作用的原理在于发生水化反应产生水化物、 或发生化学反应生成胶结物、或发生凝聚作用生成团聚体,

      不定形耐火材料发生硬化作用是有条件的:在常温水中 或潮湿条件下养护发生硬化的称为水硬性材料,在常温干燥 条件下养护而硬化的称为气硬性材料;而在加热烘烤时才能 发生硬化的称为热硬性材料。

      用铝酸钙水泥作结合剂的浇注料,一般要在潮湿环境下养护; 用磷酸盐或水玻璃结合剂的浇注料,要求在干燥的环境下养

      不定形耐火材料制备工艺中,控制粒度分布(组成)是控制产 品质量的极其重要的措施之一。 粒度级配的合理与否,不仅影响着材料的作业性能,而且也 影响着制成衬体后材料的物理性能,进而影响着材料的最终使 用性能,如抗热震性、抗熔体的渗透性和侵蚀性、耐磨性和耐 冲刷性、以及高温下的结构强度等。

      不定形耐火材料集料的粒度级配有两类形式:即不连续(间 断)的粒度堆积和连续的粒度堆积: 不连续粒度堆积是将由几级间断的粒度(可以是几级不同粒 度的单分散颗料,也可以是几级粒度(粒径)范围很窄的不同粒 级的颗粒料)的堆积; 连续粒度堆积是指由连续粒度分布的颗粒的堆积。

      不定形耐火材料的粒度组成是随其施工方法的不同而异, 既要考虑材料的堆积密度,又要考虑作业性能。 过去粗放的颗粒粒度组成一般分为粗(>1.5mm)、中 (1.5~0.088mm)、细(0.088mm)。

      捣打施工的材料的颗粒度组成中,其粗、中、细比例一 般采用40∶20∶40 (或40∶25∶35),

      而浇注法(振动浇注法)则采用40∶30∶30 (或 40∶35∶25),但现在已趋向于采用多级颗粒级配。

      1、铝酸盐水泥的主要矿物是什么?其胶结硬化机理? 2、请写出水玻璃、卤水(氯化镁溶液)、磷酸铝和硫酸 铝的胶结硬化方程式; 3、减水剂的主要作用机理是什么? 4、防爆裂外加剂的作用原理是什么?

      填空题: 1.采用单一的颗粒 难 达到紧密堆积; 一般认为浇注料中的“微粉”,其颗粒度 应不大于0.01 毫米; 2.不定形耐火材料所用的结合剂按化学组成分为有机结合剂,如 沥青或树脂等 , 和无机结合剂,如 磷酸钠等 。 3.不定形耐火材料所用的结合剂按硬化特点分有水硬性结合剂、 热硬性 结合剂、 气硬性 结合剂和火硬性结合剂。 4.不定形耐火材料通常是指原料经混合后不需机压_成型_和高温_烧成_的散 状料和预制块。根据美国材料测试标准,普通水泥结合浇注料CaO含量为2.5%, 低水泥结合浇注料CaO含量为1~2.5%,超低水泥结合浇注料CaO含量为 0.2~1.0%,无水泥结合浇注料CaO含量为 0.2%; 5.不定形耐火材料:由合理级配的粒状和粉状料与结合剂共同组成的不经成型和 烧成而直接供使用的耐火材料。 6.写出三种不定形耐火材料用结合剂铝酸盐水泥;磷酸盐;硅酸钠 7.耐火材料所用结合剂按硬化条件属于热硬性结合剂的是磷酸。 8.耐火材料用水玻璃的模数通常在2.3~3。 9.用于改善不定形耐火材料施工性能或物理性质或使用性质的物质称添加剂。 10.水玻璃学名叫硅酸钠。 11.铝酸盐水泥浇注成型脱模后,应在潮湿环境中养护2~3天。

      1.不定形耐火材料也即浇注料。( × ) 2.向水泥结合浇注料中加水,主要是为了保证浇注料能够浇注。 答:错。向浇注料中加水,除了使浇注料具有一定流动性,保证浇注外,主要是为了让 水泥与水反应形成相应水合物,导致浇注料产生强度。 3.水泥因含有一定数量CaO,所以,为提高高温性能,浇注料应该采用超低水泥或无水泥 结合。 答:错。 浇注料向低水泥或无水泥方向发展主要是指Al2O3-SiO2系耐火材料,Al2O3、SiO2、CaO 等高温下易形成低熔物影响高温性能,而刚玉或高纯铝镁系浇注料采用水泥结合,可利 用高温下形成CA6高熔点物质改善性能,问题不大。 4.捣打料生产后需困料(A ) A、16 B、24 C、48 D、72 5.水玻璃学名叫(A ) A、硅酸钠 B、亚硫酸钠 C、氯化钠 D、硫酸钠 6.铁沟浇注料中一般采用硅微粉作为防爆剂。错 7.低水泥浇注料在保证能施工的前提下,水分越小越好。对 8.水泥的细度影响水泥的凝结硬化速度。对 。 9.用于改善不定形耐火材料施工性能或物理性质或使用性质的物质称( A )。 A、添加剂 B、结合剂 C、防爆剂 D、表面活性剂 10.耐火材料所用结合剂按硬化条件可分为水硬性、气硬性和热硬性。下列属于热硬性结 合剂的是( C )。 A、水玻璃 B、水泥 C、磷酸 D、亚硫酸纸浆废液

      1.不定形耐火材料因生产工艺不同种类繁多。请各举一例说明不定形耐火材料的 种类及其特征。 答:1)浇注料:颗粒料+细粉+结合剂+减水剂,混合,加水搅拌,浇注成型,经 养护、烘烤,产生一定强度。如钢包用刚玉-尖晶石浇注料,或水泥为结合剂等。 流动性好,浇注成型。 2)捣打料:颗粒料+细粉,混合,捣打成型,经烘烤,产生一定强度。有加 结合剂,有不加结合剂,但通常加促烧剂;有加液态结合剂,有加固态结合剂。 如镁质干式捣打料,或电炉底捣打料。捣打成型。 3)涂抹料:颗粒料+细粉+结合剂+可塑剂+促硬剂等,加水混合,人工涂抹 成型,经烘烤,产生一定强度。如中间包涂抹料。泥膏状,人工涂抹成型。 4)喷涂料:与涂抹料或浇注料配料相似,机械喷涂到炉壁上,经烘烤或在 线温度烘烤,产生一定强度。如高炉湿式喷涂料。机械喷涂。 5)投补料或投射料:颗粒料+细粉+结合剂+外加剂,加水混合,投射到 需要修补的部位,经烘烤或在线温度烘烤,产生一定强度。如转炉大面修补料。 投射。 6)耐火泥:以细粉为主,添加结合剂等,加水混合,填充在砖缝之间,经烘烤 将砖粘接在一起。如铝镁火泥。泥膏状。

      2..浇注料的流动性能主要与哪些因素有关? 答:流动性主要与:1 颗粒形状; 2 颗粒级配; 3 细粉种类、细 度及加入量; 4 分散剂种类及加入量; 5 加水量; 6 料的PH值 (碱度); 7 气温(水温)。 3..不定形耐火材料因生产工艺不同种类繁多,其关键通常是采用 合适的结合剂。请各举一例说明不定形耐火材料主要有哪些结合剂。 答:1)按时间:暂时性结合剂和永久性结合剂,如沥青、硫酸铝。 2)按性质:有机结合剂和无机结合剂,如树脂、卤水。 3)按硬化方式: —热硬性,如磷酸二氢铝 —气硬性,如水玻璃 —水硬性,如纯铝酸钙水泥 —火硬性,如陶瓷结合(尖晶石等) 4)按结合方式:水合结合和凝聚结合,如水泥、硅微粉。

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