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耐火浇注料性能的影响因素有哪些?
  • 作者:江宣    来源:江苏江能新材料科技有限公司    时间:2020-4-10    点击:390

  在冶金、水泥、玻璃、化工等行业,浇注料都具有广泛的应用,研发高性能浇注料显得尤为重要具有优良的高温性能和抗侵蚀性能的铝镁质浇注料常常使用在钢包、RH精炼炉、水泥窑和玻璃窑中。并且可以在不损坏自身结构的情况下固溶较多钢渣中的Fe、Mn等有害元素当使用活性氧化铝、镁砂作为原料时,其水化过程可以互相促进,并且形成的具有微孔的结构在高温下可以消除尖晶石生成等原因产生的膨胀而优化其体积稳定性。原料的粒径分布、形貌和性质对浇注料的浆料、坯体及烧后的性能都有很大的影响。浇注料其实是一种由粒度较小的细粉组成的基质包裹大颗粒骨料组成的复合材料,为了便于成型,浇注在过程中需要具有流动性、触变性等优良的作业性能,而在养护和煅烧后,又要满足使用环境的要求,常常需要具有低气孔率和高强度。


 


浇注料性能的影响因素主要有以下两个方面:


(1)使用条件及加水量

  对于绝大多数浇注料而言,在对干粉进行混合后都需要加入水使其具有流动性来确保其可以进行浇注和现场的成型,浇注料在加热之前的强度主要依靠复杂的水化脱水过程来获得,所以水是结合剂产生强度的必要因素也是浇注料的一个很重要的载体。浇注料常常由多种复杂的组分构成,这就决定了其具有十分复杂的显微结构,最终的物理和化学性质与使用环境和温度密切相关。


  水的加入量可以改变浇注料的施工性能、流变性能和烧后的机械性能,加水量过大和过小都不能使浇注料具有最佳的性能。加水量太小会造成结合剂的不能完全水化,浆料的流动值较小。而加水量过大会导致浇注料的粘度太低,造成骨料的偏析,产生严重的分层现象,最终内部结构不均匀。过量的水分在烘烤和煆烧后,随着自由水的蒸发和结合水的脱离会在浇注料内部形成大量气孔,会削弱其强度和抗渣侵蚀的能力。因此,在浇注料能够满足作业要求的前提下,加水量应当尽量的少来避免升温过程中的爆炸及产生过多的气孔。


(2)原料和颗粒级配

  在浇注料中加入的水通常都在颗粒间的空隙中,为了降低水在浇注料中水的使用量,同时要保证其流动性可以满足作业要求,可以利用基质中的细粉来包裹大颗粒骨料增加粗颗粒之间的距离起到润滑的作用,并改变颗粒的堆积密度,这样不仅可以改善浇注料的流动性也可以防止偏析现象的发生。在加入了水后,要保证能进行均匀的混合就需要克服细粉之间的范德华力和毛细作用力,而这也关系着浇注料在使用时的施工性能,也就是说浇注料的作业性能基本上是取决于其干粉的颗粒级配。而粒度比较大的骨料虽然不能像细粉那样起到润滑作用,优化浇注料的流动性,但其成本较低,并且能够提高烧后浇注料的机械性能并降低较高温度下的线膨胀。骨料的存在也为内部水分的蒸发提供了通道,避免在加热升温过程中制品的开裂和损坏。


  为了探究通过颗粒级配来推测施工时浆料的流动性以及烧结后的机械强度等性能,研究者们构建了许多数学模型,并从中发现与加水量相比,基质粉末的比表面积对浇注料的性能的影响占主导地位。在粗粒级的浇注料中,在烧结过程中更易由于粗细颗粒间的收缩不匹配而产生微裂纹,这种方式是浇注料中产生微裂纹的主导方式,将中粒级的颗粒替换为粗颗粒和细颗粒会产生更多的微裂纹。


  水泥的加入量和粒度对浇注料性能也有很大的关系。近年来低水泥浇注料(LCC)和无水泥浇注料一直是研究的热点内容。对于水泥而言,较低的粒度也更有利于最终制备出的浇注料的使用性能。


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