骨料種類對高性能輕質(zhì)高鋁澆注料性能的影響
骨料?是用骨頭制作的高鋁澆注料,會是什么骨頭呢?別多想,這個(gè)骨料可不是骨頭,而是蛭石、珍珠巖、陶粒、耐火輕骨料、耐火纖維、空心球等材料。其實(shí)不同的材料對高鋁澆注料的有不同的影響,我們一起來看看。
輕質(zhì)高鋁澆注料主要用于各種熔煉爐的安全襯里或冶金、石油化學(xué)氣氛爐的襯里。傳統(tǒng)的輕質(zhì)高鋁澆注料存在高溫收縮大、強(qiáng)度低、隔熱性能差、使用溫度低等問題,使其使用效果受到限制,難以滿足高溫窯工作襯里的使用要求。由于我國鋁硅資源豐富,價(jià)格相對便宜,高鋁輕質(zhì)耐火材料目前廣泛應(yīng)用于高溫行業(yè)。因此,以Al2O3-SiO2原料為主,開發(fā)滿足使用溫度在1200-1500℃范圍內(nèi)的高性能輕質(zhì)高鋁澆注料是本項(xiàng)目的重點(diǎn)。
輕質(zhì)骨料的選擇。近年來,研究人員研究了蛭石、珍珠巖、陶粒、耐火輕骨料、耐火纖維、空心球等輕骨料。這些輕骨料制成的輕質(zhì)耐火高鋁澆注料各有適用范圍。蛭石和珍珠巖可以制成容量小、保溫性能優(yōu)異的高鋁澆注料,但使用溫度低;陶粒高鋁澆注料不僅使用溫度低,而且重量大,但強(qiáng)度高;耐火纖維可以制成保溫性能好的高鋁澆注料,但強(qiáng)度差,使用溫度低;耐火輕骨料可以制成適合各種溫度的高鋁澆注料,強(qiáng)度高,但重量大,保溫性能稍差。大多數(shù)天然輕骨料由于其自然形成過程中的不可控因素,其結(jié)構(gòu)存在一定程度的缺陷,成分不穩(wěn)定,雜質(zhì)含量高,導(dǎo)致各部分性能不均勻,使用溫度有限,一般不高于1200℃。
鑒于天然輕質(zhì)骨料的缺點(diǎn),基于人工合成輕質(zhì)骨料的高性能輕質(zhì)高鋁澆注料。人工合成輕質(zhì)骨料純度高,成分均勻,高溫性能更好。如電熔噴射氧化鋁空心球、復(fù)合空心球、微孔莫來石等。在1200-1500℃的目標(biāo)使用溫度范圍內(nèi),氧化鋁空心球輕質(zhì)骨料含量高,價(jià)格高。因此,本工作中輕質(zhì)骨料的選擇主要是合成微孔輕質(zhì)莫來石骨料和復(fù)合空心球。
主要原料:除合成輕質(zhì)莫來石和復(fù)相中空球外,工作中所用的原料還包括高鋁礬土熟料、漂珠、藍(lán)晶石、硅微粉、鋁微粉、純鋁酸鈣水泥、礬土生粉、紅柱石等。骨料種類對輕質(zhì)高鋁澆注料抗折強(qiáng)度的影響。在輕質(zhì)高鋁澆注料中,高鋁澆注料的主要部分由輕質(zhì)骨料支撐,所以如果骨料強(qiáng)度低,必然會導(dǎo)致高鋁澆注料強(qiáng)度低。
用復(fù)相空心球代替輕質(zhì)莫來石骨料,減少高鋁澆注料的加水量,顯著提高輕質(zhì)高鋁澆注料的常溫強(qiáng)度。由于復(fù)相空心球含有復(fù)相空心結(jié)構(gòu),內(nèi)部封閉孔具有良好的隔熱性能,添加復(fù)相空心球后高鋁澆注料的導(dǎo)熱性降低,但由于復(fù)相空心球孔徑大,降低材料導(dǎo)熱性的效果有限。
由復(fù)相空心球和輕質(zhì)莫來石微孔骨料復(fù)合骨料開發(fā)的高性能輕質(zhì)高鋁澆注料熱傳導(dǎo)率低、溫度強(qiáng)度高、體積穩(wěn)定性好,適用于各種工業(yè)爐1200-1500℃的高溫部位爐,節(jié)能效果顯著,使用效果比較好。