近年来,各国的耐火浇注料技术发展很快。浇注料的结合方式已走过了一个由水合结合→化学结合→凝聚结合→水合结合+凝聚结合→凝聚结合的发展过程,同时也是从带入高杂质的结合剂向低杂质、以至无杂质结合剂的方向发展,即向提高耐火浇注料纯度方向发展。目前,致密低水泥、超低水泥浇注料已成为浇注料的主流。

而刚玉质耐火浇注料因其具有高的耐火度、良好的体积稳定性以及优良的抗侵蚀性,广泛地应用于冶金、建材、石油化工等行业。它主要采用烧结或电熔白刚玉、棕刚玉、矾土基刚玉为耐火骨料或粉料,有时也添加特级矾土熟料粉;超微粉则选用α-Al₂O₃微粉和SiO2微粉,采用铝酸盐水泥作结合剂并另加分散剂配置而成。长期以来,由于这种浇注料经常采用纯铝酸钙水泥作结合剂,这就必然会带入CaO,而带入的CaO在高温下与浇注料或渣中的Al₂O₃和SiO2等组分反应形成低熔点物相,如黄长石和钙长石等,这在一定程度上影响了浇注料的高温性能。所以,水泥加入量越多,这种影响越显著。本文主要介绍了刚玉质耐火浇注料的研究、应用现状。

研究现状

化学结合刚玉质耐火浇注料

在化学结合刚玉质耐火浇注料中应用较多的是磷酸结合刚玉质耐火浇注料和磷酸铝结合刚玉质耐火浇注料两种。磷酸结合刚玉质耐火浇注料的特点是强度高、荷重软化温度高以及抗渣性好等,使用温度一般为1500~1800℃,主要用于热工窑炉的关键部位。配料时刚玉颗粒通常的临界粒度为5mm,采用多级配料(一般为4级),骨料:细粉的质量比为65∶35;外加浓度为50%~60%的磷酸7%~9%。

费洗非对磷酸铝结合刚玉质耐火浇注料的研究表明:在固体磷酸铝和刚玉原料中加入0.75%~1.25%的硬化剂MgO和0.05%~0.15%的抑制剂后,浇注料具有常温固化,施工简便,施工性优良,可以快速进行热处理的特点。当硬化剂为0.5%时,因加入量太少,在24h内不足以使磷酸铝完全发生反应硬化,初始结合强度较低;脱模后烘干,由于材料受热后其中的水分要蒸发,内部水蒸汽的体积膨胀使坯体鼓胀,从材料内部浸透出来的结合剂在材料表面浓缩,形成一层封闭性薄膜,阻碍了其后的水蒸汽逸散;而内部由于结合剂浓度降低,坯体强度下降。当抑制剂为0.2%时,材料具有较高的耐压强度和较小的线收缩率,抗折强度也能满足要求。综合考虑成本和性能要求,认为抑制剂的用量在0.05%~0.15%较为合适。

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