水泥生产耐火浇注料

水泥生产耐火浇注料选用一、粘土结合耐火浇注料粘土结合耐火浇注料是用软质粘土作结合剂与铝硅质或刚玉莫来石质等耐火骨料、粉料和外加剂配制的可浇注耐火材料。粘土结合耐火浇注料按耐火骨料品种分为粘土质、高铝质、刚玉莫来石质和高铝轻质等。根据其性能特点又分为普通型和高强度型粘土结合耐火浇注料。粘土结合耐火浇注料主要由结合剂、耐火骨料、粉料和外加剂等组成。选用的结合粘土因产地不同，其化学成分、物理和耐火性能也不同。作为耐火浇注料用的粘土结合剂技术要求是：耐火度且具有较宽的烧结温度范围。在矿物组成中，应含有少量蒙脱石和云母等物质，使其具有较好的结合性能和可塑性。粘土粉细度小于干法水泥生产常用耐火材料选用技术其用量为将煅烧合格的硅铝质熟料或刚玉莫来石经破碎或再经粉磨制成耐火骨料和粉料。耐火骨料应用最多的是粘土熟料和高矾土熟料，最大颗粒尺寸一般为$&’’，用量为!&左右，耐火粉料为粘土耐火浇注料重要组成材料，应选择特级或一级高铝矾土熟料进行粉磨，有时也掺加氧化铝粉或刚玉粉，耐火粉料细度小于&(&))’’的应占)*以上，其用量为$!#+*。外加剂品种较多，根据粘土结合剂的特点和施工要求，主要选用分散剂和促硬剂。在粘土胶体分散系中，添加碱金属离子时能形成碱离子,粘土。因为碱离子的正电性强，电位差大，粘土微粒间的斥力亦大，超过了范德华引力，即粘土的阳离子较多，微粒间隔增大，从而促进了粘土胶体的解胶，放出自由水，增强了粘土耐火浇注料的流动性，有利用于搅拌成型。作为粘土耐火浇注料的促硬剂，一般选用高铝水泥或纯铝酸钙水泥，其用量为&(+#%(&（外加）。粘土耐火浇注料混合搅拌时，两种外加剂同时添加，且要求在成型时保证有良好的流动性，在成型后限定的时间内，能使耐火浇注料获得足够的强度。因此常选用迟效促硬剂，在拌和成型过程中不影响分散剂的作用，成型的才逐渐使耐火浇注料发生凝聚与硬化。铝酸钙水泥具有上述特性，又有较高的耐火性能，因为该水泥遇水后发生水化和水解作用，析出-.（/0），所需要的时间足以满足粘土耐火浇注料的成型时间要求同时，形成的活性氧化铝与料中的二氧化硅作用，在达到一定温度时能发生二次莫来石化，也有助于改善粘土浇注料的体积稳定性和耐火性能的提高。另外，为了提高粘土耐火浇注料的某些性能，有时也添加超细粉和蓝晶石等外加剂。粘土结合耐火浇注料与水泥结合耐火浇注料相比，具有中温强度高、热态强度高、高温下体积稳定性好和耐剥落性强等特点。常用的粘土结合耐火浇注料的主要性能见表$&,%,$&)。表$&,%,$&)常用粘土结合耐火浇注料的主要技术性能指标普通型高强度塑使用温度12$%*&$3&&$3*&$*&&45+/%13+#****#6+6ʚ+#!6体积密度17·8’,%+(+#+(%+(+*#+(%&+(%&#+(3&+(%*#+(3*常温耐压强度19:.+#%+(*#*(&3#)+#3常温抗折强度19:.$&&2，%;&(%#&(!&(3#$(&&()#$(+$(&#$(3$&&&2，%;3#6*#!)#$+)#$+$3&&2，%;!#!#$+$&#$!$&#$+·!6·第十篇干法水泥生产耐火材料选用技术指标普通型高强度塑热态抗折强度加热线变化!荷重软化温度!根据炉窑等热工设备的使用温度等条件，合理选择不同品种的粘土结合耐火浇注料，也可以与金属或非金属锚固件共同使用。在轧钢加热炉、均热炉和烧结机点火炉等热工设备上，可用普通型粘土结合耐火浇注料作炉衬。其关键部位如烧嘴砖、水冷管包扎、均热炉炉口和突出带、混铁车脱硫喷枪和回转窑某些部位等，则采用高强度型粘土结合耐火烧注料。二、磷酸盐结合耐火浇注料磷酸盐结合耐火浇注料是以磷酸盐作结合剂配制的可浇注耐火材料。常用的磷酸盐结合剂有磷酸二氢铝、磷酸钠及正磷酸盐等，骨料则分为高铝质、粘土质、硅质和镁质等。磷酸盐结合耐火浇注料的组成与一般耐火浇注料相近。磷酸铝、磷酸与中性及酸性骨料在常温条件下只发生缓慢反应，为赋予浇注料常温硬化性能，必须使用硬化剂。硬化剂有活性氢氧化铝、滑石、氟化铵、氧化镁、碱性氯化铝、纯铝酸钙水泥等。氧化镁是普遍应用的硬化剂，促硬效果好，但反应生成的磷酸镁耐热性差，致使热态强度下降，以氧化镁作硬化剂其硬化时间随气温不同而变化显著。磷酸铝、磷酸与骨料反应，因生成不溶物会导致材料产生时放变化，即保存一段时间后材料施工性能下降乃至失效。当以磷酸二氢铝液体为结合剂时，极易迅速发生下述反应，引起时效变化。磷酸铝、磷酸与骨料以及原料中所含铁的反应会影响时效变化。混练泥料对混练机本身也有腐蚀作用，将导致设备损坏，所以材料中必须加入时效抑制剂及有缓解作用的外加剂。磷酸盐结合浇注料具有抗热震性好、耐压强度高、抗熔渣侵蚀性能好、耐冲击力强等特性。磷酸盐结合耐火浇注料的技术性能见表第三章干法水泥生产常用耐火材料选用技术磷酸盐结合耐火浇注料的技术性能高铝质（结合剂为磷酸二氢铝）高铝质（结合剂为磷酸二氢铝）粘土质（结合剂为磷酸二氢铝）高铝质（结合剂为磷酸）抗热震性*次:8水冷,.,.,.,.磷酸盐结合耐火浇注料忌用水和蒸汽养护，干燥温度较低时易形成吸湿性化合物焦磷酸=06()-存放期间吸附空气中的水分后，还原成正磷酸破坏胶结性，丧失强度或软化，出现“潮解”现象。因此，这种耐火浇注料须在约0.8下干燥，使其形成磷酸铝或偏磷酸铝，其结构方能稳定。这种浇注料在热工窑炉上应用始于(世纪.年代，当时也称为磷酸盐耐火混凝土，一直广泛应用于冶金、机电以及化工等工业窑炉。三、水玻璃结合耐火浇注料水玻璃结合耐火浇注料是以水玻璃作结合剂配制的可浇注耐火材料。具有强度高，耐磨性、耐腐蚀性和抗热震性好等特点，适用于高温和有特殊要求的热工设备。水玻璃·%-:·第十篇干法水泥生产耐火材料选用技术结合耐火浇注料按骨料品种分为高铝质、粘土质、半硅质、硅质、镁质和铝镁质等耐火浇注料。采用水玻璃溶液作结合剂，材料来源广，但施工时需调整其溶液密度。同时。因水玻璃溶液较粘稠，增加了拌料和振动的时间。!世纪#年代后期，出现了速溶性固体水玻璃，可与耐火骨料和耐火粉料混装在一起，现场加水进行拌料，使用方便，也缩短了施工时间。水玻璃又称泡花碱（或泡化碱），是由碱金属硅酸盐组成的，化学通式为根据碱金属氧化物种类分为钠水玻璃、钾水玻璃和钾钠水玻璃。不定形耐火材料中常用的是液体钠水玻璃的摩尔比值称为模数时称为碱性水玻璃称为中性水玻璃。浇注料中钠含量的减少，可提高其耐火性能，因此一般选用中性水玻璃溶液作结合剂。用水玻璃结合剂配制的耐火浇注料，常温时难以硬化，需缓慢加热到左右并保温一段时间，才能使胶体凝聚硬化。当掺加氟硅酸钠等促硬剂后，无需加热方能加快硬化过程，即氟硅酸钠遇水后发生水解，生成的氟化氢与水玻璃溶液中产生的氢氧化钠中和而生成氟化钠，并使硅胶［&’（%)）1］不断析出和凝聚，从而完成硬化过程，其总的反应式：!（*+!%·!&’%!）2*+!&’342!（!!5/）)!%!4*+32（!!2/）&’（%)）1水玻璃耐火浇注料的一般性能和使用温度见表/5-5//，该料加热到67/0时，由于氟化钠和氧化钠的熔融，液相量增多，硅胶作用减弱，因此荷重软化温度较低，热态强度也有所下降。当严格控制浇注料中的钠含量，即用高模数水玻璃作结合剂，并尽量减少氟硅酸钠促硬剂和水玻璃的用量，则能提高其耐火性能。水玻璃耐火浇注料的常温强度高，加热过程中强度降低较小，因此具有较好的高温耐磨性能。同时，它具有较好的耐腐蚀性，即能抵抗除氢氟酸以外的酸介质和钠盐熔融物的侵蚀：例如粘土质和半硅质水玻璃耐火浇注料的耐酸度大于8-9，该料用酸浸泡一段时间后，其强度降低:97-:9，绝对值仍大于!;+，仍可满足耐酸热工设备的使用要求。表/5-5//水玻璃耐火浇注料的技术性能指标高铝质粘土质半硅质镁质化学成分=9?!%-.16.1;@%6#&’%!.1:.:.4:,#耐压强度A;+常温/#7!!871!67-:·8#8·第三章干法水泥生产常用耐火材料选用技术指标高铝质粘土质半硅质镁质!!#$%&’(’%$()%*&(+%*!&#&%&&(,%$!(’%*&$%$&!#&%&&$%&$%$$!&%!,加热线变化-.!#，*/01*%01&%21*01*荷重软化温度3#!&$%!)!!%!($’&%!&4!((体积密度35·678*(1(*%(1*(1!%(1!&(1,%(1!&(1)%(1)&使用温度3#!$!!!)在液态排渣的大型均热炉上，用高铝质水玻璃耐火浇注料预制块作炉墙工作衬，获得较好的使用效果。在炼钢厂的中、小型钢包上，采用铝镁质水玻璃耐火浇注料浇灌工作衬，整体性好，使用寿命比粘土质或高铝质衬砖的高!%$倍。在有色金属冶金和石油、化工等部门的热工设备上，粘土质、半硅质和镁质水玻璃耐火浇注料应用较多，其工作衬使用寿命比同材质的耐火砖衬提高!%(倍、造纸厂的碱回收炉有碱性熔融物及碱蒸气的侵蚀，用镁铬质水玻璃耐火浇注料作工作衬，其使用寿命与烧成镁铬砖衬相近，而材料成本显著降低。四、硫酸铝结合耐火浇注料硫酸铝结合耐火浇注料是以硫酸铝溶液作结合剂配制的可浇注耐火材料。根据使用条件不同选用不同品位的骨料与粉料。使用温度较低的可采用粘土骨料及粉料。使用温度较高的可采用高铝质或刚玉质材料作为骨料与粉料。耐火骨料的用量一般为).%+.，最大粒径一般为：,%!&77；耐火粉料用量为*.%$.。常用硫酸铝溶液密度为!1(%!1*5367*，其加入量为!(.%!,.。因硫酸铝溶液呈酸性，含有一定数量的硫酸根与亚硫酸根离子，会与骨料和粉料中的铁等反应，放出氢气，使浇注料发生膨胀，因此浇注料在成型前需困料($/以上。困料前先加入硫酸铝溶液总用量的+.%,.，困料后再加入余下的硫酸铝溶液。硫酸铝耐火浇注料成型后应在干燥空气中自然养护，在&#温度下养护*9才符合强度要求。为加快硬化速度，需加入促凝剂。促凝剂一般采用矾土水泥，其加入量为(.%$.。为改善高温性能，可加入&.%!.结合粘土细粉，还可加入膨胀剂等材料以抵消浇注料的收缩。·’,·第十篇干法水泥生产耐火材料选用技术硫酸铝结合耐火浇注料的强度随温度变化波动较大，因为在加热过程中发生一系列物理化学变化。常温下不加促凝剂凝固缓慢，加入促凝剂矾土水泥后会生成硫酸钙及硫酸铁、硫酸镁等。它们之间会相互作用形成长柱状或针状交叉生长的新物质（硫铝酸钙及硫酸铝铁等）沉淀析晶，促使浇注料凝结与硬化。但由于生成物不多，常温强度较低，在!#$%前热处理后强度与烘干后的强度相近。在&#’%时硫酸铝和硫铝酸盐相继分解，放出()*气体，使浇注料结构疏松，强度降低。由于硫酸盐和硫铝酸盐分解得到的活性,发生固相反应生成莫来石等新物质并出现液相产生烧结，使强度显著增加。为克服’%左右结构疏松、强度低的缺点，可适量加入磷酸溶液作为复合结合剂。在复合结合剂中磷酸相对含量为宜。硫酸铝耐火浇注料及硫酸铝与磷酸复合结合的耐火浇注料性能见表+1*1+++。表+1*1+++硫酸铝耐火浇注料及硫酸铝与磷酸复合结合的耐火浇注料性能指标硫酸铝结合耐火浇注料硫酸铝复合结合耐火浇注料结合剂硫酸铝密度23·451*+6*+6*磷酸浓长207.6!硫酸铝：磷酸+8+8+加入量20+*6*+.6!热处理后耐压强度29:;++%，.7+76!.*6+7%，*.=6!!.6!热态耐压强度（+.%，+），9:;+6.=6!显气孔率20*+..6&荷重软化温度（70）%+*’+7+!硫酸铝结合浇注料使用温度随材质不同而异。粘土质的使用温度为+*#+*!%；高铝质的为+*!#+!!%；刚玉质的为+!#+$!%。粘土质及高铝质的硫酸铝耐火浇注料可用于热处理炉、加热炉和均热炉内衬。刚玉质的硫酸铝耐火浇注料可用于高温窑炉内衬。五、普通铝酸钙水泥结合耐火浇注料普通铝酸钙水泥结合耐火浇注料是以普通铝酸钙水泥为结合剂配制的可浇注耐火材料。该浇注料经加水拌和、振动浇注成型、养护和烘烤后即可直接使用。既可以在工·=’+·第三章干法水泥生产常用耐火材料选用技术业炉上直接浇注成整体内衬，也可制成预制块砌筑工业炉内衬。使用温度随所采用的耐火骨