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浇注料技术开发的新方向

添加时间:2019年4月9日  浏览次数:

随着适用于侵蚀环境的浇注料的开发成功,不定型耐火材料的生产和消耗取得了决定性的突破。

通过引入新的组成,包括减少水泥加入量,加入微孔填充物,使用高效分散剂,不定形耐火材料的质量得到大幅度的提升。这开创了不定形耐火材料新品种的快速开发,提升了材料的质量并有利于施工的开展。

耐火浇注料中的水合结合最初使用AL2O3 40%~80% 的铝酸钙水泥(CAC)。然而,自上世纪七十年代早期以来,AL2O3含量70%左右的水泥在浇注料的开发中占据了主导地位。水泥的总量在持续减少,AL2O3含量从15%~25%到更低。已经开发了新型的低水泥浇注料(CaO含量1%~2.5%)、超低水泥浇注料(CaO含量小于0.2%),这样就减少了CaO的负面影响,因为它会导致在三元系CaO—AL2O3—SiO2中生成钙长石和钙铝黄长石。

浇注料

一种新型的结合方式是钙镁铝酸盐结合剂(CMA),它将水合铝酸钙和大量镁铝尖晶石(MA)结合起来,这些镁铝尖晶石的晶粒尺寸与铝鎂浇注料中的尖晶石的晶粒尺寸相近。设计这种结合是为了减少游离氧化镁的含量和铝鎂浇注料中硅灰的用量,这有利于增强浇注料的高温力学性能、抗渗透性和抗渣侵蚀性。

对于无水泥浇注料,开发了一种新型的水合结合方式—水合氧化铝结合(ρ—AL2O3),它可以与水反应生成氧化铝水化物的凝结。

对于碱性浇注料,在有水的条件下,通过MgO与硅灰结合生成的镁橄榄石结合被证明是可行的。

另一种在耐火浇注料经常用到的结合是磷酸盐结合。含有氧化铝或氢氧化铝的体系,在与磷酸或磷酸盐反应后将生成耐火物AIPO4。另一种适合于非氧化物体系(如SiC基耐火材料)的结合是通过溶胶—凝胶工艺形成的。硅溶胶和铝溶胶在耐火浇注料中的应用已经引起了更多的关注,这与纳米技术在耐火材料的制造和生产中的增长趋势有关。由于纳米基质的形成可以将气孔尺寸控制在纳米尺度的范围内,因此它将个耐火材料的性能带来一次革新,尤其反映在提高抗金属熔体的渗透与改善常温力学性能和高温力学性能方面,以及提高韧性和抗热震性方面。在浇注料的应用方面,用硅溶胶替代水合结合剂带来了明显的正面效应,加速了新砌筑的耐火内衬的干燥和加热过程。无水的SiO2凝胶结合属于化学结合,水分可以在100℃以下释放并移除。

为了提高浇注料的质量,关键是优化基质的组成,必须设计成紧密堆积使空寂下降至亚微米的范围。为了减少容易生成低共熔混合物的化合物的含量,基质的化学组成是非常关键的。

关键词:浇注料   
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