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耐火可塑料是什么,有哪些种类?

编辑:耐火砖   浏览:   时间:2021-09-13

 
施工时像泥巴一(yī)样(yàng),具有很强的可塑性,是常用于窑炉内衬修补时用的不定形耐火材料。
 
耐高温可塑料具有一(yī)定(dìng)时间可塑性的泥状耐火材料,耐火可塑料所采用的材料基本上同形质、浇注料相同,而不同的是施工方法、粘结剂等。
用捣固法施工的具有一(yī)定(dìng)可塑性的耐火泥称为耐火可塑料。耐火材料通常用作泥坯。施工过程中,用锤子捣碎可以产生塑性变形,而不会破裂或塌陷。作(zuò)用(yòng)力消除后,它仍然可以保持变形。当用美国ASTM法测量可塑性指数时,可塑性变形指数大于15%,捣碎材料小于15%。
 
近十多年来,国内外不定形耐火材料发展迅速,品种不断增多,主(zhǔ)要(yào)品种有:耐火混凝土,耐火可塑料,耐火投射材料,耐火喷涂材料,耐火涂料等。非定形耐火材料对延长炉衬使用寿命、提高设备使用效率、降低劳动强度、简化耐火材料生产工艺具有重(zhòng)要(yào)意(yì)义(yì)。因(yīn)此(cǐ),不定形耐火材料具有广阔的发展前景。
在高温窑炉内衬里全部可采耐火浇注料或捣打耐火材料,可选用耐火纤维毡,在炉顶施工时要将锚固砖配置妥当。
根据国家标准规定:变形指数在15%-40%之间是可塑的。从严格意(yì)义(yì)上讲,耐火可塑料应(yīng)该(gāi)是半硬的湿塑材料。可塑性指数超过40%,不能保持性差,在捣打震(zhèn)动(dòng)的作(zuò)用(yòng)下容易发生塌落,塑性指数小于15%的打容易破裂,很难捣固密实。它的组分与其他不定型耐火材料相似,是由耐火骨料和粉料、粘合剂、增塑剂组成的,根据使用要(yào)求(qiú),还可加入特殊外加剂,如保存剂、防缩剂等。
 
耐高温可塑料的种类主(zhǔ)要(yào)是根据粘合剂的种类和主(zhǔ)要(yào)材料的材质来分类,如粘结剂按粘结剂分类有粘结剂粘结剂、磷酸结合可塑料、硫酸铝结合可塑料等。
按材料分为硅、高粘土、刚玉、锆英石、含碳减碳或碳化硅、镁、镁铬等。也就是说,各种耐火材料都可以制成相应的耐火材料。但目前广泛使用的耐火可塑料主(zhǔ)要(yào)是铝硅(粘土和高铝)可塑料。
粘粒与耐火可塑料制品的特性。
胶泥与耐火可塑料,以可塑性粘土为粘合剂,由粘土熟料或高铝质熟料加工而成,具有一(yī)定(dìng)粒度的集料和粉料,与各种外加剂混合,加水练成泥料,然后加压或挤压成具有一(yī)定(dìng)塑性的砖坯状料,称为粘土结合耐火可塑料。粘粒与耐火材料结合的特点是:具有良好的抗热震性和抗剥落能力。
耐高温可塑料粘土结合剂的品种不同,其性能也不同:它的配合比:粘土熟料60%小于5毫米,Ⅰ、Ⅱ级矾土熟料30%,细度小于0.09mm的粘土结合剂10%,密度为1.28mm的硫酸铝溶液。
当耐火可塑料的体积密度基本相同时,由于粘粒品种的不同,其塑性指标和性能也有所不同。用水曲柳粘土和宜兴泥配制的耐火可塑料制品,其粘塑性、强度和烧后线变化较好,荷重软化温度较高;用复州泥配制的耐火性可塑料材料,综合性能指标不适合作其结合剂。
以球形粘土、木节粘土、高岭土为主(zhǔ)要(yào)结合材料,用作耐火可塑料结合剂。一般而言,结合粘土本身具有较好的塑性和烧结性,粘土中的胶体微粒多,吸湿量大,含腐植质适宜,伴生矿物中的非胶质物质少、碱含量低。
 
泥粒被设计成扁平的形状来增(zēng)加(jiā)颗粒之间的接触面积。还可以加入增塑剂以提高粘结性粘土的可塑性,增塑剂应为表面活性物质,它能吸附在粘土颗粒或超细颗粒表面,形成颗粒间可滑移的相互连接键。与粘土增塑剂结合使用的物质有木质素磺酸盐、甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、萘磺酸盐等。但是使用增塑剂时,一(yī)定(dìng)要通过试验来验证它对可塑性的影(yǐng)响(xiǎng),因为有些增塑剂会影(yǐng)响(xiǎng)塑性期和其它物理性质。
一般采用粘土与耐火结合的材料组成:耐火骨料55%-65%火粉料的20%-30%合(软质)粘土10%-15%耐火骨料所允(yǔn)许(xǔ)的粒径为8mm,骨料粒度组为8~5mm,35%-40%~3mm,30%-35%3mm,25%-30%耐火粉的粒度要(yào)求(qiú)小于0.074mm。粘土粒径在95%以上应小于0.074mm。添加了耐火粉末的防缩剂(如蓝晶石或石英)通常使用。
主(zhǔ)要(yào)用于轧钢加热炉的炉顶、炉墙衬板以及各种热处理炉的内衬,也可用于各种热处理炉。作(zuò)为(wéi)加热炉的内衬,一般使用寿命可达5年以上;作(zuò)为(wéi)加热炉预热段的内衬,寿命可达10年以上。
 
磷酸结合耐火可塑料
含磷耐火材料、磷酸或酸性磷酸铝结合剂、粘土熟料、高铝熟料或刚玉骨料,加塑性耐火粘土与保存剂配制的塑性泥料,称为磷酸结合耐火可塑料。结合磷酸类耐火可塑料的特点是具有良好的中高温结合强度、耐磨性和抗热震性。
与磷酸或酸性磷酸铝结合剂结合时,可塑料过早硬化,使可塑料失去可塑性,因为磷酸根会形成不溶性磷酸铝沉淀物(APO4·xH2O),导致可塑料过早硬化,使可塑料失去可塑性,因(yīn)此(cǐ)加保存剂。
草酸、柠檬酸、酒石酸、乙酰丙酮、5-磺酸水杨酸等是可以延缓磷酸结合耐火可塑料发生过早硬化的保存剂,草酸保存效果较好,随加人量的增(zēng)加(jiā)而增(zēng)加(jiā),保存期可从6个月延长到1年左(zuǒ)右(yòu)。
这种可塑性集料和粉料的粒度组成类似于粘土结合的可塑料。以塑性粘土为主的增塑物质(剂),也可采用有机增塑剂。磷结合耐火可塑料使用的耐火骨料含量超过100微米:53-65%,耐火粉料小于100微米:35-45%,结合剂用密度:1.20-1.35g/cm3,加入量9-11%,加入量为9-11%,并加入少量防缩剂和保存剂。
 
当生产磷酸结合可塑性料坯时,应采用二次混练工艺,即先用60%耐火材料与磷酸溶液所需总量的60%的耐火骨料、粉料和塑性粘土进行混练,混匀后进行24h,以使耐火集料能充分吸附磷酸溶液,并使耐火集料中所含金属铁(由破粉碎时引入的)与磷酸根充分反应放出H气。接着是第二步练习,在混合液中加入保存剂和大约40%的酸液,混合都能达到要(yào)求(qiú)的塑性指标后,再压或挤成小块,再用可塑料膜封住。
采用密度125g/cm3磷酸溶液,以粘土熟料和高铝质熟料配制而得的磷酸结合耐火可塑料总体理化性能见表1723。以磷酸铝溶液为结合剂,以刚玉为骨料,以a-Al2O3细粉及微粉为原(yuán)料(liào),可制得超高耐磨性可塑料。
磷酸铝或磷酸结合耐火材料广泛应用于冶金、石化、电力、机械工业等工业窑炉,如加热炉烧嘴、水泥回转窑出料口、竖窑出料口、高温旋风分离器等。
 
硫酸盐结合可塑料
硫酸铝结合可塑料以硫酸铝溶液结合剂、粘土熟料、高铝熟料、或刚玉为骨料、加塑性耐火粘土和外加剂调制的可塑性泥料,即硫酸铝结合可塑料。硫酸铝复合可塑料在低温下具有类似于磷酸结合的特性,但生产成本较低。故为较常用的耐火可塑料。
耐火材料制备工艺较为复杂。,将固体硫酸铝溶于水中溶解1d后,调整到合适的密度待用;第二,将耐火粉料、软粘土及固体外加剂干混均匀;第三,按配合比称重,干混均匀;加入液体结合剂和外加剂,湿混10min以上。接着,出料盖上可塑料布,使泥块盖上一(yī)天(tiān)以上,再挤泥。
硫酸铝[Al2(SO4)3·18H2O]为固态物质,使用时先将其溶解于水中,调制成水溶液使用,在常温下固体硫酸铝溶解速度较慢,可采用热水或热蒸汽加速溶解,制备的硫酸铝溶液密度一般在1.15~1.20g/cm3。
硫酸铝的可塑料成分包括:耐火集料(骨料和粉料)80-84%,塑性型粘土粉料:10-12%,外加剂5-6%,密度为1.15-1.20g/cm3。
可塑性粒度组变成耐火集料(在55-65%)和耐火粉末(35-45%)以下(35-45%)。这类可塑科的混炼和制坯工艺类似磷酸谷可塑料,其制备工艺为一次混练→困料→二次混练→坯料。
初次混练时,加人所需硫酸铝溶液的60%-70%在于使硫酸铝溶液很好地润湿。并且,在制(zhì)造(zào)炉料时,使铁能与硫酸根充分反应,并释放出H2气,防止制坯后发生膨胀。加入剩余的30%-40%酸铝溶液,第二次搅拌后,用泥机压或挤压成坯料,用聚乙烯薄膜密封包装,防止水分蒸发干燥,失去塑性。
硫酸铝结合可塑料的应用范围与粘土结合可塑料相同,但硫酸铝结合可塑料的力学强度高于粘土结合,适用于结构强度要(yào)求(qiú)高的工业炉衬,如环形加热炉底预制块锻烧炉衬、竖窑衬等。
 
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