近年來,各國的耐火澆注料技術發展很快。澆注料的結合方式已走過了一個由水合結合→化學結合→凝聚結合→水合結合+凝聚結合→凝聚結合的發展過程,同時也是從帶入高雜質的結合劑向低雜質、以至無雜質結合劑的方向發展,即向提高耐火澆注料純度方向發展。目前,致密低水泥、超低水泥澆注料已成為澆注料的主流。

而剛玉質耐火澆注料因其具有高的耐火度、良好的體積穩定性以及優良的抗侵蝕性,廣泛地應用于冶金、建材、石油化工等行業。它主要采用燒結或電熔白剛玉、棕剛玉、礬土基剛玉為耐火骨料或粉料,有時也添加特級礬土熟料粉;超微粉則選用α-Al?O?微粉和SiO2微粉,采用鋁酸鹽水泥作結合劑并另加分散劑配置而成。長期以來,由于這種澆注料經常采用純鋁酸鈣水泥作結合劑,這就必然會帶入CaO,而帶入的CaO在高溫下與澆注料或渣中的Al?O?和SiO2等組分反應形成低熔點物相,如黃長石和鈣長石等,這在一定程度上影響了澆注料的高溫性能。所以,水泥加入量越多,這種影響越顯著。本文主要介紹了剛玉質耐火澆注料的研究、應用現狀。

研究現狀

化學結合剛玉質耐火澆注料

在化學結合剛玉質耐火澆注料中應用較多的是磷酸結合剛玉質耐火澆注料和磷酸鋁結合剛玉質耐火澆注料兩種。磷酸結合剛玉質耐火澆注料的特點是強度高、荷重軟化溫度高以及抗渣性好等,使用溫度一般為1500~1800℃,主要用于熱工窯爐的關鍵部位。配料時剛玉顆粒通常的臨界粒度為5mm,采用多級配料(一般為4級),骨料:細粉的質量比為65∶35;外加濃度為50%~60%的磷酸7%~9%。

費洗非對磷酸鋁結合剛玉質耐火澆注料的研究表明:在固體磷酸鋁和剛玉原料中加入0.75%~1.25%的硬化劑MgO和0.05%~0.15%的抑制劑后,澆注料具有常溫固化,施工簡便,施工性優良,可以快速進行熱處理的特點。當硬化劑為0.5%時,因加入量太少,在24h內不足以使磷酸鋁完全發生反應硬化,初始結合強度較低;脫模后烘干,由于材料受熱后其中的水分要蒸發,內部水蒸汽的體積膨脹使坯體鼓脹,從材料內部浸透出來的結合劑在材料表面濃縮,形成一層封閉性薄膜,阻礙了其后的水蒸汽逸散;而內部由于結合劑濃度降低,坯體強度下降。當抑制劑為0.2%時,材料具有較高的耐壓強度和較小的線收縮率,抗折強度也能滿足要求。綜合考慮成本和性能要求,認為抑制劑的用量在0.05%~0.15%較為合適。

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