注料強度有五個方面1.顆粒級配2.結合劑3適應溫度4施工5、烘烤。一般來講110° 烘干強度的1不低于60兆帕、
抗折不低于12,堆積密度最大材質最優。
低溫輕質澆注料
這種類型的輕質澆注料一般是在900度以下的環境下使用的,骨料一般會使用到膨脹蛭石、膨脹珍珠巖或者陶粒等。使用的結合劑一般為普通硅酸鹽水泥、礬土水泥等。
中溫輕質澆注料
這種的輕質澆注料的使用溫度會很高,但也是有一定的范圍,溫度方面處于三種中的中間位置,一般是900到1200度的區間內。骨料多為多孔黏土顆粒、黏土質陶粒等,結合劑也以礬土水泥和鋁酸鈣水泥為主。對于水泥這類的結合劑的話,一般用量是需要有所講究的,一般是以強度為依據,一般強度要求越高的話,結合劑需要的量也就會越大,所以需要視強度而定其結合劑的量。
高溫輕質澆注料
這種輕質澆注料使的溫度一般都能達到1200度以上,比上面提到的兩種都要高出很多。使用到的骨料會比上兩種選擇性會更多些,比如會使用到高鋁質或者黏土質及鎂質等,結合劑主要是以鋁酸鈣水泥、磷酸二氫鋁、硅溶膠等為主。如果想要提高其強度,一般建議可以加入耐火纖維。
]]>2、實際回收耐火材料在澆注料的使用中,遵循以下各項原則:考慮到回收耐火材料經加工后篩分后,1mm以下的小顆粒料及粉料中夾雜較多,對澆注料產品質量影響較大,因此對于小于1mm的回收不允許再利用。根據回收耐火材料的檢測指標,分別加入到不同耐火材料產品中,不同顆粒級級配按比例分別加入的方式,確保在使用過程性能的穩定,進而實現回收原料利用價值的超大化。
3、采用超微粉填充骨料與粉料間的空隙,使水用量降低,振動成型排除水分后,留下的孔洞也較少,這樣就可以提高體積密度和降低顯氣孔率,從而改善材料的結構強度,優化材料性能。另外,超微粉粒子表面能吸附分散劑而形成水膜層,提高了潤滑作用,加大了流動性,優化材料施工性能。其次采用低水泥結合系統,通過基質的優化減少相應雜質的引入,優化了產品的高溫性能指標,有效地解決了產品強度低,抗沖刷能力差等問題。選擇引入氧化鋁微粉及硅灰,在增強了物料的流動性的同時,減少了由于回收骨料造成的加水量大的問題,提高了產品的體積密度;硅灰及氧化鋁微粉加入比例的確定加水量。
4、采用低水泥結合系統,減少CaO等低溶物的引入,優化了產品的高溫性能指標,有效地解決了產品強度低,抗沖刷能力差等問題,在通過對某澆注料指標檢測中,同樣的常溫強度情況下,水泥(拉法基)的加入量降低50%。
5、為提高到物料的抗熔渣侵蝕性,在部分澆注料中引入回收塞棒車削料,由于塞棒車削料中含10%的石墨和81%的富鋁尖晶石,石墨具有不易被鋼水和熔渣潤濕、熱膨脹系數小,富鋁尖晶石具有良好的鋼水精煉渣的抗侵蝕性能,將其引入到耐火材料中,可顯著提高耐火材料的抗渣蝕能力與熱震穩定性。另外為確保引入塞棒車削料石墨的不被氧化,先后添加碳化硅等防氧化劑,有效的防止了石墨烘烤使用過程中的氧化,有效保護碳,SiC還因其硬度高而能提高鐵水包澆注料抗熔渣侵蝕能力。
一、爆裂原因分析
澆注料爆裂為兩方面原因所致,一是烘烤時內部產生的蒸汽壓力,二是因溫度梯度所引起的內部熱應力爆裂。
1.1蒸汽壓力致爆裂
蒸汽壓力致爆裂的機理主要是耐火制品中自由水、結合水等在烘烤過程中蒸發,在坯體內部產生帶壓氣體,如制品透氣性差,或加熱速率過快,產生的蒸汽無法及時排除而聚集形成的壓力超過制品的極限強度時,將導致耐火制品機械性破壞,甚至粉碎性炸裂。
耐火澆注料烘烤時其內部蒸汽壓力的形成不能簡單用水和蒸汽的溫度—壓力關系來說明,綜合可知原因如下:
(1)耐火澆注料內部蒸汽壓力升高機制:烘烤過程中的耐火澆注料內部存在飽和水蒸氣阻隔墻效應,受飽和層的阻隔,水蒸氣不能快速向內遷移,只得進入加熱層,被進一步加熱升溫,體積急劇增加至上千倍,從而在澆注料內部形成很高的蒸汽壓力;
(2)蒸汽壓力爆裂機理的影響因素:主要有形成的水蒸氣壓力大小、水(氣)排除的方式、坯體強度、內部結構及透氣度。
1.2熱應力致爆裂
澆注料烘烤過程中內部熱應力的作用機理可理解為制品在烘烤時內部顆粒周圍產生兩向或三向熱應力,由于澆注料本身為一復雜非均質系統,熱應力隨著溫度梯度的升高而升高,進而在顆粒或其周圍薄弱處形成微小但能量較高的裂縫,當達到某一值時,或與孔蒸汽壓力等其它因素結合在一起,形成比制品自身抗拉強度更高的拉應力,從而導致破壞的發生。
二、解決耐火澆注料爆裂的措施
目前,改善耐火耐火澆注料抗爆裂性的措施主要有2種,合理的干燥升溫制度以及防爆添加劑的運用。受限于各窯爐生產條件不一,較難制定統一合理的干燥升溫制度,因此,常采用加入防爆裂物質的方式來改善耐火澆注料的抗爆裂性。
新型高強抗侵蝕澆注料具有優良的抗侵蝕性和較好的抗熱震性,使得其廣泛用于大型窯爐關鍵部位內襯。在生產過程中通過結構、顆粒級配、材質、添加劑等方面對提高其抗爆裂性能進行了調整,但同時也帶來了一些問題,如凝結速度過快、硬化延遲和流動性瞬間喪失等,致使耐火澆注料爆裂時有發生。
針對高強抗侵蝕耐火澆注料在使用過程中時常發生爆裂,爆裂厚度為50~100mm,擬選用目前耐火澆注料較為常用的一種聚丙烯防爆纖維,改善或解決此類問題再次發生。聚丙烯防爆纖維其為聚乙烯材質,纖維較細,長徑比較大,因此比表面積較大,有助于軟化熔融,當然亦和材料本身成分熔點低有有一定關系。
耐火澆注料的剝落爆裂機理指耐火澆注料是由其烘烤過程中產生的高蒸汽壓力及不均勻的熱應力共同作用結果。耐火澆注料在烘烤過程中內部蒸汽大量的產生特別是澆注體內結晶水的揮發,容易在150~250℃之間通過氣孔揮發至耐火澆注料的表面。如果此時溫控不當,澆注料內蒸汽壓過大就會造成澆筑體炸裂,所以采用聚乙烯防爆纖維利用其低熔點低熔融的物理特性,在耐火澆注料烘烤過程中內部蒸汽大量產生的溫度區間(150℃~220℃)時形成聚乙烯防爆纖維的熔融產生離隙,形成間距造成拉拔效應,促使結晶水的內蒸汽揮發過程中對澆筑體的膨脹影響縮減到最小。
耐火澆注料添加防爆纖維后在使用過程中還需要考慮纖維熔融后對澆注料孔隙、強度、耐腐蝕與耐磨性能的影響,不同特征材質的防爆纖維軟化熔融溫度對耐火澆注料抗爆裂性能的影響并非唯一,防爆纖維的外觀形貌、長度、直徑、材質成分等亦共同影響耐火澆注料防爆裂性能,且耐火澆注料本身諸如體密、強度、氣孔率、透氣度等多重因素影響也都不是完全沒有可能造成耐火澆注料的爆裂,所以造成耐火澆注料的爆裂因素較多,還需深入研究。
1實驗
1.1原料
研制中選用亞白剛玉顆粒做骨料,采用的是五級粒度級配,即1mm~3mm、3mm~5mm、5mm~8mm、8mm~12mm及細粉,選用鋁酸鈣水泥作結合劑,并加入純度達98%的碳化硅粉以及外加劑硅微粉,硅微粉的添加,主要是代替并減少水泥的用量。為了減少施工加水量并保證有一定的流動度,滿足施工要求,外加減水劑三聚磷酸鈉,主要原料的化學組成見表1。經優化配方設計,制備試樣。
1.2實驗方法
(1)按照配比準確稱量所需原料,倒入攪拌機中干拌均勻后,加水攪拌3min,施工加水量為6%,使原料混拌均勻后分2~3次倒入40mm×40mm×160mm的三聯試模中,用搗棒充分搗實,抹平表面。
(2)試塊成型后放在室內自然養護24h后脫模,脫模后的試樣在保濕情況下養護2d。然后經110℃×24h的烘干處理,放入電阻爐中在600℃、1100℃、1500℃燒成,保溫4h處理,然后自然冷卻后進行性能測試。
(3)所要測試的物理性能:常溫、燒后耐壓強度、抗折強度、線變化率、耐磨性,以及試樣的顯微結構。
2結果與討論
試樣在常溫以及燒后的耐壓、抗折強度都很高,是由于本實驗選用的亞白剛玉是在高品質棕剛玉基礎上生產的,它是以優質鋁礬土直接制取的一種高純度電熔剛玉,其韌性大,顯氣孔率低,該產品具有白剛玉的硬度,同時兼有棕剛玉的韌性,是理想的高級耐火材料和耐磨材料;原料碳化硅不僅具有非常好的抗化學侵蝕性能,而且在高溫下發生氧化反應,在材料表面產生SiO2玻璃狀光滑物質層,更加有效地阻止了有害氣體對耐磨澆注料的化學侵蝕,此外碳化硅具有很強的耐磨性,以亞白剛玉、碳化硅作基體骨架,從而確保了澆注料具有強度高、耐火度高、用水量少等優點,大大提高了耐磨澆注料制品的機械強度,熱穩定性和耐磨損沖刷性,提高了連續使用壽命。
水泥窯用耐磨澆注料的性能與許多物理性能有關,一般來講,耐壓強度越大,其耐磨性能越優異。水泥窯的下料管、燃燒器前端、篦冷機前端頂部等部位選用該耐磨耐火澆注料都會滿足使用要求。另外,耐磨材料的骨料與基質的匹配型和結合性對材料的耐磨性具有重要影響:骨料與基質失配后會導致成型后材料本體出現裂紋,而骨料與基質的結合性差,則會導致沖刷時基質先被沖蝕,然后骨料被孤立起來,進而脫落,所以說,最佳的耐磨材料是基質和骨料以相同的速度被磨損,產生均勻沖蝕。
本次實驗耐磨性能的檢測是將試樣制作按照高強耐磨耐火澆注料試件制作方法進行,試樣在磨損實驗前經600℃處理,先在200N負荷下磨40轉,以測定試件表面層的磨損量,接著再磨40轉以測定內層的磨損量。經測定,外層磨損量為1.44kg/m2,內層磨損量為1.78kg/m2。實驗結果標明,高強耐磨耐火澆注料具有優越的耐磨性能,達到標準。
高強耐磨耐火澆注料的研制成功,不但滿足了使用廠家的急需,而且也獲得了很大的經濟效益。
(1)本次研制的澆注料具有施工簡單、節省勞力和工時的優點,施工性能好;
(2)由于加入高分子聚合物,使其基層混凝土粘結也很牢固;
(3)高強耐磨耐火澆注料滿足了在升溫過程中保持高強特性,耐磨損和耐沖刷性能極其優越,特別適用于使用條件苛刻、其他耐磨材料不能承受的部位,而且與其他材料的粘結性能非常好。
]]> 1.使用壽命。同時,維護成本將低于合金襯里結構,并且經濟效益非常顯著。
2,耐火澆注料作為內襯具有良好的保溫效果,大大降低了紅焦的熱損失和罐體及周圍部件在高溫下的損傷,解決了襯板落入的問題。干淬爐和旋轉密封閥堵塞。該問題消除了安全風險和顯著的經濟效益。
3.節能環保。焦碳罐采用輕質耐火澆注料代替合金襯里后,在保溫和節能方面取得了良好的效果。罐壁溫度從500°C降至150°C,大大降低了焦碳罐使用過程中對環境的熱輻射和升降裝置的熱損傷,增加了蒸汽量和發電量。焦爐。
4.改善了焦炭罐操作的安全性。內襯輕質澆注料的焦炭罐可以長時間儲存紅色焦炭,而不必擔心由于高溫引起的罐體和提升機構的熱損壞。
5.改善了焦炭工藝的安全性。輕質澆注料用作內襯。當焦炭磨損時,粉末被打入干燥滅火爐,避免了大塊合金襯里的脫落,進入干燥淬火爐中的紅色焦炭,導致堵塞旋轉密封閥。