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耐磨耐火浇注料
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轻质隔热耐火浇注料配方的设计性能测试

2020-01-14

通过加入少量锂辉石粉的烧结促进作用, 改善浇注料生产厂家使用条件下的烧结状况, 促进炉辊浇注料隔热衬使用条件下高温陶瓷结合相的形成,以提高隔热衬的抗破损能力;


通过添加蓝晶石粉作为膨胀剂, 利用蓝晶石高温下不可逆,来分解为莫来石和游离的SiO₂而产生体积膨胀, 抵消浇注料高温下体积收缩, 防止浇注料与金属辊身之间热膨胀不匹配,而造成浇注料开裂和脱落;通过减水剂、有机消泡剂和硅烷偶联剂等外加剂的使用, 提高了浇注料生产厂家的施工流动性, 降低了浇注料的加水量, 改善了炉辊浇注隔热衬施工质量与综合性能。


通过选用具有多孔结构的导热系数较小的含锆高铝耐火纤维、轻质莫来石骨料、氧化铝空心球, 来达到提高炉辊保温性能, 减少冷却水带走的热损失, 同时降低体积密度, 减少炉辊的重量与转动的动力消耗的目的;通过0.1~1 mm的焦宝石的加入, 弥补了小于1 mm轻质骨料性能劣化的不足, 并通过焦宝石高温性能和优良的热震稳定性, 提高了浇注料的综合使用性能;通过使用-Al₂O₃微粉、水泥、二氧化硅作为复合结合剂, 引入水合结合和凝聚结合两种凝结硬化机理, 提高材料的低、中和高温强度;


通过添加含锆高铝耐火纤维, 利用其在基体中的拉拔作用所产生的增强、增韧效应, 提高了炉辊浇注料抗机械振动能力和抗冲击韧性;


通过实验室配方设计和优化, 最终确定了优化配方, 具体如表1所示。


浇注料生产厂家—汇成耐火材料有限公司

表1 试验配方


性能检测


按优化配方称料, 混合均匀后加水搅拌、浇注成型为40mm×40 mm×160 mm试样, 常温自然养护24小时, 脱模后于110℃烘干24 h, 部分试样继续在1100和1300℃热处理3h, 然后按相关标准检测不同温度处理后试样的体积密度、抗折和抗压强度、导热系数等物理性能, 具体数据如表2所示。相对常规炉辊重质浇注料 (体积密度2.2g·cm-3, 导热系数0.738 W· (m·K) -1) 而言, 体积密度降低25.8%, 具有更轻的容重, 导热系数降低约57%, 具有更加优良的隔热效果。同时, 研制的轻质隔热浇注料具有较高的低、中、高温强度, 随着温度的升高, 浇注料的力学性能比较稳定, 没有发生大的波动。可见通过配方中多种外加剂的合理设计, 大幅提高了轻质浇注料的抗折、抗压强度和抗机械振动能力, 浇注料常温抗压强度达到24.5 MPa, 远高于普通轻质浇注料的力学性能, 不仅满足了脱模及搬运要求, 还完全满足了炉辊300℃烘烤完毕直接入炉使用的要求, 经各温度处理后线变化率较小, 表明有较好的体积稳定性。


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