新型浇注料突显不定形耐火材料的技术进步.pdf

新型浇注料——突显不定形耐火材料的 技术进步 周宁生 河南科技大学高温材料研究院，471003河南省，洛阳市 E—mail：lyzhouns@public2．1yptt．ha．C11 摘要 本文介绍和讨论了耐火浇注料在结合体系、新材质、施工技术和预成型等方面的必威体育精装版 进展。作者认为，结合体系一方面向着“纯化”的方向发展，以尽可能减少由结合物引入 的杂质；另～方面向着“稳定化”的方向发展，以尽可能降低由结合物的挥发和分解对材 料结构造成的破坏。更高的使用温度、更好的抗渣性，适应洁净钢的生产、更好的热震稳 定性等方面的挑战促使了新型浇注料层出不穷，诸如氧化镁基的浇注料、含天然鳞片石墨 的浇注料和含非氧化物的浇注料等。浇注料的施工技术正朝着方便、简单和高效的方向发 展。施工和烘烤技术的进步促进了自流浇注料、湿式喷射浇注料、渗浆浇注料、快干浇注 料以及浇注料预制件等的发展。随着浇注料预制件应用的增加，“定形”与“不定形”耐 火材料的界限不再泾渭分明。 ．^』．—J一 刖舀 众所周知，不定形耐火材料在耐火材料中所占的份额正在不断增加。其主要原因在于 越来越多的由耐火砖砌筑的衬体已经或正在被浇注料代替。与耐火砖相比，浇注料在生产 成本、施工效率、耐用性、安全性和材料消耗等方面均具有优势。由于采用了诸多包括非 氧化物在内的高质量和高性能原料、超细粉、新型结合物、高效添加剂、粒度分布优化和 先进的施工方法，近年来不定形耐火材料领域取得的成就是举世瞩目的，而这些成就可以 通过浇注料方面取得的新成果得到充分体现。本文试从四个方面对耐火浇注料的必威体育精装版发展 作一概括，包括结合体系、新材质、施工技术和浇注预制件。 1改进的结合与基质系统 1．1结合系统的纯净化与稳定化 结合与基质系统在很大程度上甚至绝对性地决定着耐火浇注料的施工、烘烤和使用性 能。可以这么说，迄今所付出的一切努力都是为了两大目的，一是尽可能减少由结合物引 45 入的杂质组分，即实现“纯净化”；二是最大限度地降低结合物的挥发和分解对结构造成 的破坏作用，即实现“稳定化”。该趋势体现在传统的使用大量水泥的的水合结合已经先 后被化学结合、水合+凝聚结合、使用了高纯度的水硬性结合物的改进型水合结合和凝聚 结合所取代这一事实【l】。 从上述观点出发，我们便不难理解对A120。一SiOz系浇注料所作的努力主要是减少铝酸 钙水泥(CAC)的加入量，以便将CaO的不利影响减至最小。有目共睹的是自20世纪70 年代以来，R＆O的关于不定形耐火材料的研发工作的重点一直集中在低水泥(Lc)，超低 水泥(ULC)和无水泥(NC)浇注料上，采用软质粘土细粉、氧化物超细粉、水合氧化铝 或溶胶结合剂并依靠控制分散和凝结的技术，可以分别将浇注料中的CaO含量控制在如 and 说其他诸如Fez0。、TiOz、K20Naz0等杂质的负面影响了。 已有报道指出【3一】，对A1203．Si02系浇注料的热态强度而言，形成莫来石及莫来石结 合是必不可少的，为此，应尽可能减少CaO也就是CAC的量。然而，对那些用于钢包， 透气塞，喷射冶金过程所用喷腔等富含氧化铝的A1203．MgO系浇注料而言，CAC却是适 合的结合剂。来源于CAC的CaO会与A1203反应，生成十分耐火的六铝酸钙相。而对于 该体系而言，Si02的含量又必须严格控制，否则它会大大降低热态强度【5】。对氧化镁基的 浇注料，MgO—Si02．H20系的凝聚结合也已为大家所熟知。 顺应纯净化的发展趋势，用于浇注料的高纯结合剂材料已被国际知名的一些公司进行 其材质和用途相联系，不顾结合剂用在什么系统，一味地争论如铝酸钙水泥和二氧化硅微 粉孰好孰坏是不合理的。 凝聚结合已经成为最先进的一种结合方式，正在引起不定形耐火材料工作者和用户的 关注。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)发生凝聚而产生结合作用。胶体类结合剂和超微粉与水构成的高浓度浆体在迟效促 凝剂的作用下可产生这种结合。其主要优点是：①由结合剂引入的杂质下降