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谈不定形耐火材料的结合剂

作者:KENAS凯耐斯技术浏览数:168 
文章附图

不定形耐火材料的原材料分为耐火骨料、耐火粉料、结合剂和外加剂。其中的结合剂是胶结耐火骨料和粉料,并使不定形耐火材料产生强度的材料。其胶结方式分为水合结合、化学结合、聚合结合和凝聚结合等多种,或者是几种结合方式的共同作用。

结合剂是不定形耐火材料的重要组成部分,其种类分为无机结合剂和有机结合剂两大类,而最常用的是无机结合剂。无机结合分为水泥类和其他类结合剂。前一种有硅酸盐水泥、铝酸盐水泥和方镁石水泥等,主要通过水泥的水合作用而使不定形耐火材料产生强度;后一种有水玻璃、磷酸、磷酸盐、硫酸盐、软质黏土和超微粉等,主要通过其化学、聚合和凝聚等作用,使不定形耐火材料产生强度;有机结合剂主要有亚硫酸盐纸浆废液、糊精、淀粉、羧甲基纤维素、硅酸乙酯、焦油沥青和酚醛树脂等,主要通过其黏着结合、聚合或缩合一碳化等作用而使之获得强度。

随着冶金工业的发展,不定形耐火材料开发了许多新技术耐材结合剂:

(1)铝硅凝胶粉:可在Al2O3-MgO浇注料及Al2O3-SiC-C浇注料等耐材中全部或部分替代铝酸钙水泥做结合剂,具有促进烧结的作用,可明显改善材料的常温性能、高温性能及抗渣性;

(2)纳米碳酸钙:在刚玉基或铬刚玉基等浇注料中,纳米碳酸钙可全部或部分替代铝酸钙水泥做结合剂。由于纳米碳酸钙粒度小、分散均匀度高,有希望改善热处理后试样的常温性能、高温性能及抗渣侵蚀性;

(3)ρ-Al2O3:可在Al2O3-MgO浇注料、刚玉浇注料、刚玉-莫来石及Al2O3-SiC-C浇注料等耐材中替代铝酸钙水泥,可纯净浇注料的基质部分,提高其高温性能和抗渣性,从而提高浇注料的使用性能;

(4)QD NCC结合剂:法国Calderys公司开发的一种新型快干浇注料结合剂,其内在性能非常有利于快速和安全干燥,该结合剂结合浇注料的透气率比水泥结合的浇注料高2~5倍,还可用于捣打料;

(5)添加拜尔氧化铝的水泥:印度的研究人员采用拜尔氧化铝自制了一种不受环境温度影响的铝酸钙水泥,该种新型铝酸钙水泥和普通铝酸钙水泥化学成分很接近,但其可保证在冬季和夏季的硬化时间变化不大。

不定形耐火材料用结合剂今后应朝以下几个主方向发展:

(1)首先,要提高纯度,提高熔点。通常使用的结合剂容易生成较多的低熔点相,应将低熔点结合剂改为高熔点结合剂,而且其所需加入量亦应适当减少;

(2)其次,降低加水量也很重要,即该结合剂不应引起加水量的增加,起到降低加水量的作用更好。对于不定形耐火材料来说,施工中用水混练时,必须进行干燥,而且水分越多,越容易形成多孔体。就耐火材料的强度和抗侵蚀性而言,气孔越少,这两项性能越好;

(3)各种结合剂的配合使用。将硬化形式不同的而且特点也不同的各种结合剂配合使用,可使不定形耐火材料从低温到高温具有均匀的强度,并有效防止脱落;

(4)继续研究开发性能优异、使用方便及贮存效果好、价格较低的结合剂。


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