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ρAl2O3结合浇注料

发布时间:2020-12-25 浏览:
      ρAl2O3结合浇注料所用的骨料颗粒有天然合成或酸性、中性、碱性等多种原料。
      酸性骨料:有硅石、氧化铝、锆英石等,从耐高温性能上考虑,硅石与Al2O3之间存在低共熔点(1595℃),因此,若在不高于共熔点温度下使用时,则能生产具有高强度、体积稳定的浇注料,若是骨料采用熔融石英时,则能获得抗热震性能高的制品。
      中性骨料:包括粘土、铝矶土、合成莫来石、“三石”(红柱后、硅线石、蓝晶石)、氧化铬、SiC、C、氧化物、硼化物、尖晶石等。中性骨料是很常用的一类耐火材料,当与ρAl2O3配合使用时,其耐高温性能不会降低,只会有所提高。
      碱性骨料:方镁石、镁-铬质等。当与ρAl2O3反应生成尖晶石时,可改进耐火材料的高温性能。
      除此之外,隔热材料的骨料,如氧化铝空心球、泡沫砖、泡沫氧化锆、珍珠岩、铝-硅系轻质料等,当与ρAl2O3配合使用可制造优良的隔热耐火材料。
      铝矾土浇注料的配制:以铝矾土为骨料,分别用ρAl2O3和纯铝酸钙水泥作结合剂,并与日本专利中相近似的配方组成作对比。加料顺序为:粗骨料、水和分散剂、细骨粉(含ρAl2O3或纯铝酸钙水泥),混合料搅拌5min,震动成型,制成40×40×160mm的试样。对试样作了多方面性能鉴定,其结果表明,ρAl2O3结合浇注料的性能均优于纯铝酸钙水泥结合的浇注料,特点表现在冷态强度指标上。从岩相分析可知ρAl2O3结合浇注料在1200℃经3h烧后基质部分已形成大量针网状莫来石。这是由于1#ρAl2O3的活性特别高(因原料不同活性有较大的差异),并与助结合剂中的高纯度活性SiO2在较低温度下形成高纯的二次莫来石所致。在1500℃经3h烧后基质部分呈交错网络状结构的高纯二次莫来石晶粒已长大。所以1#ρAl2O3结合浇注料可视为刚玉和针网状高纯二次莫来石结合的制品,故其强度高。制得ρAl2O3的活性是很重要的因素。1#,2#ρAl2O3的活性较大,制品的性能也好,特别是强度较高。而采用活性较低的3#ρAl2O3,其相应的性能指标也较低。在显微镜下观察到活性低的3#ρAl2O3结合浇注料烧后基质部分的莫来石发育也较差。至于1#,2#ρAl2O3结合浇注料在110℃经24h的烘干后强度特别高,如果仅用水化后的三羟铝石和勃姆石凝胶胶结来解释显然是不够确切的,可能是ρAl2O3与助结合剂、分散剂之间还有某种形式的结合。这个问题有待于进一步探索。实验表明1#和2#的重烧线收缩与加有膨胀剂蓝昌石的相近。3#则收缩率较大,应用时须另加膨胀剂。
      总之,ρAl2O3结合浇注料完全可以代替目前所用的纯铝酸钙水泥结合浇注料,其性能更为优越,是一种很有前途的gao级浇注耐火材料。
      刚玉质浇注料的配制:以刚玉为骨料,分别用不同活性的ρAl2O3和纯铝酸钙水泥作结合剂进行对比。所采用的原料为电熔刚玉颗粒及αAl2O3纯铝酸钙水泥。其中αAl2O3细粉粒度小于0.088mm,化学组成(%)为:Al2O3:99.41,Fe203: 0.024,SiO3:0.057,K2O: 0.002,Na2O: 0.035,B2O3:0.017.灼减: 0.13.纯铝酸钙水泥的化学组成(%)为:Al2O3:75.30,Fe2O3:0.40,SiO: 0.25,CaO:22.60,K2O :0.10,Na2O :0.14。
       ρAl2O3结合浇注料的强度在添加助结合剂和分散剂后有较大的提高,减少助结合剂或不加助结合剂会导致加水量增多,常温抗折和耐压强度降低。分散剂也有这一效应,但是从指标来看,在没有助结合剂和分散剂的情况下,ρAl2O3的加入量为9.2%时也可取得较好的强度指标。这说明ρAl2O3结合浇注料在实际应用时,外加剂可变化的范围是较大的。
      按上述助结合剂和分散剂的加入量,配制ρAl2O3结合刚玉浇注料和纯酸钙水泥结合浇注料,理化指标明显表明,ρAl2O3结合刚玉质浇注料的性能均优于纯铝酸钙水泥结合的刚玉质浇注料,特别是中温烧后强度和高温抗折强度。前者可以看作是由于纯铝酸钙水泥结合浇注料的水化结合已消失,刚形成的钙黄长石等具有较低的结合强度,而ρAl2O3结合浇注料则因高活性的ρAl2O3微粉与助结合剂中所含的SiO2形成了高纯的结合性能较优异的莫来石所致。后者是因低熔物的钙黄长石和钙斜长石的形成,导致浇注料高温性能恶化,所以纯铝酸钙水泥结合的浇注料高温抗折强度很低,而ρAl2O3结合的浇注料则由高熔点的莫来石相以交错棒晶的网络结合,使其具有较高的高温抗折强度。这已由ρAl2O3结合刚玉质浇注料中基质部分的电镜照片而证实。从照片中明显可见,1500℃烧后,基质部分已形成发育良好的二次莫来石交错棒晶结构,并与刚玉颗粒紧密地结合。还可看出ρAl2O3各项性能均优于其他试样,其原因也应该是由于ρAl2O3的助结合剂用量较大,从而形成了较多的莫来石所致。

      总之,ρAl2O3结合刚玉质浇注料的性能,特点是高温性能优于纯铝酸钙水泥结合的刚玉浇注料。ρAl2O3可在gao级浇注料中取代纯铝酸钙水泥作为结合剂。

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