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加熱爐用耐火材料的顯著發(fā)展之一,是以可塑料、澆注料等不定形耐火材料代替耐火磚。這種新型耐火材料的優(yōu)點是:施工方便,避免了施工中磚型多的問題。施工方法易于掌握,不需要專門的技工,施工時揚塵少。耐剝落性好,可用于操作條件苛刻的部位。形狀復雜的爐體部分,如出料口、爐頂下壓處等,用磚時易壞,用可塑料整體搗制時壽命較長。
70年代后期以來,粘土結合澆注料的應用發(fā)展很快,這和澆注料由耐火骨料、細粉、生粘土、化學分散劑和促凝劑組成,可澆注施工,既具有可塑料的高溫性的特點,又避免了施工不便的缺陷,在生產中得到了廣泛應用。用粘土結合澆注料構筑的加熱爐一般使用壽命為3—5年。爐墻大都為現場澆注,爐頂有現場澆注或預制件。采用新型彈性節(jié)掛錨固系統的預制粘土結合澆注加熱爐爐頂,結構合理,施工簡便,性能優(yōu)良,特別適合于大跨度(L>10m)加熱爐爐頂使用。
為了降低加熱爐的熱耗,研制了輕質澆注料。通常用于配制輕質澆注料的輕質骨料有硅藻土、蛭石、珍珠巖等。這些材料熔點較低,一般作隔熱保溫材料?,F有的輕質粘土熟料大都只能用于1300℃以下的溫度范圍,而氧化鋁空心球價格昂貴,僅用于高溫特殊部位。為此,研制了以低爭;化鋁含量、高耐火度的粘土為主,配以燒結性好,具有膨脹作用的粘土和輕質填料的新型輕質粘土骨料。用這種輕質骨料配制成的澆注料具有良好的高溫性能?,F時使用的澆注料Al2O3含量達50%、65%、83%,SiO2含量相應為4l%、30%、79%。最高使用溫度達1650℃,1400℃時的耐壓強度達30—35MPa。線變化率:燥后甚微;高溫燒成后﹣0.8%—0.2%?,F以坑式加熱爐用高鋁澆注料為例來說明其生產與使用過程。
原料的性能直接影響到澆注料的使用性能,因此應選用化學純度高、雜質含量少,高溫體積穩(wěn)定的一級礬土熟料和一級焦寶石作基料,用大于525號礬土水泥作結合劑。
澆注料在使用過程中容易出現松散,這主要是由于300—1200℃時,結合水和結晶水析出使?jié)沧⒘蟽炔拷M織結構疏松并生成大量孔隙,彌補中溫強度低的辦法有3種:(1)添加α—A12O3,使之與CaO、CA反應,引起體積收縮,改善中溫強度;(2)加入適量軟質粘土作燒結劑。它具有促進液相生成和液相燒結的作用,可使物料陶瓷結合提前生成,防止或改善組織結構的變化,其加入量以不大于6%為好;(3)為改善物料在燒結過程中產生體積收縮,試用了多種能在高溫下產生膨脹效應的添加劑。
綜上所述,確定澆注料的配比(%):礬土熟料47,焦寶石30,≤0.088mm粘土12,礬土水泥11,外加微膨脹劑2—3,減水劑2,水分9,燒結劑6。該澆注料澆注后,在潮濕環(huán)境下自然養(yǎng)護井進行熱處理后的性能如下:110℃烘干后耐壓強度為51MPa,1200℃加熱后強度為30MPa,1400℃燒后線變化率為﹣0.4%,抗熱震性(1850℃),水冷>50次,耐火度>1790~C,荷重軟化溫度1410℃,顯氣孔率18%,體積密度2.70g/cm3。該高鋁質澆注料用于坑式加熱爐上,充分顯示了整體澆注爐襯的高強度,耐瘇擊的優(yōu)勢,加之體積穩(wěn)定性好,使用2個多月,高溫燒結過程已基本完成,爐襯還沒有出現大的裂紋。在鍛壓分廠21m大型坑式爐的中間隔板墻試用,墻板未出現任何損傷。
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