振动型低水泥耐火浇注料
- 铝酸钙水泥结合的耐火浇注料中，CaO含量低于2.5%的浇注料也即铝酸钙水泥加入量约为普通铝酸钙水泥浇注料的1/2～1/3的浇注料称为低水泥浇注料。按照美国ASTM规定，CaO含量在1.0%～2.5
铝酸钙水泥结合的耐火浇注料中，CaO含量低于2.5%的浇注料也即铝酸钙水泥加入量约为普通铝酸钙水泥浇注料的1/2～1/3的浇注料称为低水泥浇注料。按照美国ASTM规定，CaO含量在1.0%～2.5%为低水泥浇注料，CaO含量小于1.0%的称为超低水泥浇注料。与传统耐火浇注料不同的是：低水泥、超低水泥浇注料基质中是用与浇注料主材质化学成分相同或相近的具有凝聚结合作用的超细粉（指粒度小于10µm）取代部分或大部分铝酸钙水泥，因此此类浇注料属于水化结合和凝聚结合共存的浇注料。
由于用超细粉（微粉）取代了部分铝酸钙水泥，因而低水泥和超低水泥浇注料具有如下优点：
（1）浇注料中CaO含量较低，可减少材料中低共熔相的生成，从而提高了耐火度、高温强度和抗熔渣侵蚀性；
（2）施工时浇注料的调和用水量只有普通浇注料的1/3～1/2（约4%～6%），因而气孔率低，体积密度高；
（3）浇注成型后，养护中生成的水泥水化物少，在加热烘烤时不存在大量水化结合键破坏，而致使中温度强度下降，而是随着热处理温度的提高，强度也逐渐提高；
（4）浇注料的粒度组成做适当调整就可配制成自流浇注料和泵灌浇注料。
低水泥、超低水泥浇注料的材质有黏土质、高铝质、莫来石质、刚玉质、铬刚玉质、锆莫来石质、锆刚玉质、氧化铝-尖晶石质和含碳与碳化硅质等。按其作业性能分为振动型浇注料和自流型浇注料。
振动型低、超低水泥浇注料的配料组成一般为：耐火骨料60%～70%，耐火粉料18%～22%，铝酸钙水泥3%～7%（低水泥型）或1%～2%（超低水泥型），氧化硅（烟尘硅）微粉（或反应性氧化铝微粉）3%～6%，微量分散剂。粒度组成可按Andreassen粒度分布方程，取其q值为0.26～0.35。
自流型低、超低水泥浇注料的配料组成与振动型低、超低水泥浇注料相似，但粒度组成和微粉含量有差异。一般骨料最大临界粒度不大于6mm，粒度分布按Andreassen或Dinger-Funk粒度分布方程，其粒度分布系数q值控制在0.21～0.26之间，在此值之间可获得较大的自流值（大于180）。q值大于0.26时，流动值变小，难以发生自流。q值小于0.21时，粉料含量过大，会影响浇注料的物理性能。在粒度组成中微粉（氧化硅微粉）含量一般在5%～6%。同时要采用高效分散剂。
下表为典型的振动型低水泥黏土质、高铝质和刚玉质浇注料、一般自流型低水泥氧化铝-尖晶石质浇注料理化性能。
|
指标 |
黏土质 |
高铝质 |
刚玉质 |
|
ω（Al2O3）/% |
45 |
75 |
92 |
|
ω（SiO2）/% |
50 |
12 |
5 |
|
ω（CaO）/% |
＜1.8 |
＜1.5 |
＜1.5 |
|
体积密度/g·cm3 |
110℃，24h |
2.3 |
2.60 |
3.00 |
|
1350℃，3h |
2.26 |
2.61 |
3.10 |
|
冷态耐压强度/MPa |
110℃，24h |
72 |
75 |
85 |
|
1350℃，3h |
90 |
115 |
125 |
|
烧后线变化率/% |
1000℃，3h |
-0.3 |
-0.2 |
-0.2 |
|
1350℃，24h |
±0.3 |
±0.5 |
±0.5 |
|
最高使用温度/℃ |
1450 |
1600 |
1700 |
|
拌合需水量/% |
6.0～6.5 |
6.0～6.5 |
4～5 |
自流型低水泥氧化铝—尖晶石浇注料理化性能
|
指标 |
A |
B |
C |
|
ω（Al2O3）/% |
90 |
88 |
85 |
|
ω（MgO）/% |
6 |
6 |
6 |
|
ω（CaO）/% |
3 |
5 |
8 |
|
烧后体积密度/g·cm3 |
110℃，24h |
3.20 |
3.10 |
3.05 |
|
1000℃，3h |
3.10 |
3.08 |
2.92 |
|
1600℃，3h |
3.15 |
2.95 |
2.86 |
|
烧后抗折强度/MPa |
110℃，24h |
6.5 |
9.5 |
10.0 |
|
1000℃，3h |
5.5 |
7.6 |
7.8 |
|
1600℃，3h |
30.0 |
21.5 |
20.5 |
|
烧后线变化率/% |
110℃，24h |
— |
— |
— |
|
1000℃，3h |
0.1 |
0 |
0 |
|
1600℃，3h |
-0.1 |
+0.8 |
+0.9 |
|
加水量/% |
4.8～5.4 |
5.4～5.8 |
5.5～6.5 |
|
自流值/㎜ |
＞185 |
＞185 |
＞185 |
低水泥、超低水泥耐火浇注料的应用范围很广，在冶金、石油化工、机械制造、电力和建材等工业窑炉已普遍用这类浇注料取代传统的烧成耐火制品作衬体。振动型的低、超低水泥耐火浇注料主要用作厚尺寸的衬体，如作加热炉、各种热处理炉、电炉炉盖、竖窑、回转窑、高炉出铁沟、钢包、铁水包等的内衬。而自流型低、超低水泥耐火浇注料主要用作薄衬体和有金属锚固件的高温耐火构件的衬体，如加热炉的水冷管外衬，喷射冶金用整体喷枪衬体，RH、DH真空脱气装置的浸渍管衬体，钢包供气元件（透气砖）以及石油化工催化裂化反应器的高温耐磨衬体等。
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