莫來石結合耐火澆注料的結合劑是復合結合劑,主要有α-Al2O3和 SiO2超微粉、軟質粘土和水合氧化鋁等。低溫下起接合作用的是超微粉和水合氧化鋁,中高溫時是Al2O3與SiO2反應形成莫來石而起接合作用,故稱莫來石結合耐火澆注料。
眾所周知,在不定形耐火材料中利用二次莫來石化,改善和提高其性能,是最常用的技術手段。耐火可塑料、粘土結合和微膨脹耐火澆注料,均是利用Al2O3和SiO2的自反應、自燒結和自膨脹的理念制造的,所以在1400℃以下的工業(yè)爐中使用,獲得良好效果。
剛玉和碳化硅是配制高性能耐火澆注料的高純耐火原料,用鋁酸鹽水泥結合劑時,帶進有害雜質,降低其使用性能。目前,普遍采用復合結合劑配制剛玉和碳化硅質耐火澆注料,即莫來石結合剛玉和碳化硅質耐火澆注料,其性能見(表圖)。編號1和編號2用Al2O3為98%的剛玉作耐火骨料,粒徑為8~1mm,用量為55%。SiC>98%的碳化硅做細骨料,粒徑為2~1mm,用量為10%。耐火粉料為合成莫來石粉、α-Al2O3和SiO2超微粉,其用量編號1分別為15%、14%和6%,編號2分別為10%、17.5%和7.5%,編號3用SiC>97%的碳化硅作耐火骨料,用量為65%。采用99%的碳化硅粉做耐火粉料,用量為10%。用Al2O3>91%的ρ-Al2O3和α-Al2O3和SiO2超微粉作結合劑和粉料,其用量為25%。耐火骨料與耐火粉料之質量比為65:35.應當指出,在配合比設計時,基質中的物料應保證最大限度的形成莫來石高溫結合相,并能獲得良好的作業(yè)性、組織結構和抗熱震性。同時,應添加分散劑和防氧化劑。
莫來石結合剛玉和碳化硅質澆注料的性能

從表中看出,莫來石結合剛玉碳化硅質耐火澆注料烘干強度較低,中文強度很高,高溫抗折強度也比較高,殘余強度保持率為44.9%和62.5%。說明該料性能優(yōu)良。在中高溫時,次生莫來石將難以燒結的剛玉和SiC骨料緊密的結合在一起,形成優(yōu)良的組織結構,所以強度大、體積穩(wěn)定性好和抗熱震性高:莫來石結合碳化硅質耐火澆注料強度大,抗熱震性非常好,1100℃加熱、風冷5次后的殘余強度保持率為83.8%。所以莫來石結合澆注料的應用范圍應使用與高溫型窯爐。
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