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當澆注料加入高鋁水泥后,物料流動(dòng)度是相同的,但是用水量是不同的。骨料顆粒級配較好,水用量就會(huì )少,體積密度會(huì )增大,顯氣孔率就越小。而且常溫和燒后耐壓強度也會(huì )較高,當細骨料較多時(shí),其顆粒表面積增加,這時(shí)就需要加入較多的水泥和粉料,才能包裹住骨料且骨料間不密實(shí),雖說(shuō)水泥加入量越高,水用量也增多,但是一定要包裹住才行,也就是配比合理才重要,這樣才能不使耐火澆注料性能降低。
耐火骨料顆粒級配一般是三級級配,兩頭大中間小為優(yōu)良級配。在耐火骨料破碎時(shí),應控制大、中、小顆粒間的比例,防止過(guò)大的顆粒發(fā)生偏析,以便配制成更加致密的澆注料。
性能要求
耐火度:耐火骨料應具有較高的耐火度,能夠在高溫環(huán)境下保持穩定的物理和化學(xué)性質(zhì),不發(fā)生軟化、熔融或變形。一般來(lái)說(shuō),耐火度應不低于 1580℃。
體積穩定性:在高溫下,耐火骨料應具有良好的體積穩定性,不發(fā)生明顯的膨脹或收縮。否則,會(huì )導致耐火材料產(chǎn)生裂縫、剝落等缺陷,影響其使用壽命。
化學(xué)穩定性:耐火骨料應具有良好的化學(xué)穩定性,能夠抵抗爐渣、金屬液、氣體等的侵蝕。不同的使用環(huán)境對耐火骨料的化學(xué)穩定性要求不同,例如,在堿性爐渣環(huán)境中,應選用堿性耐火骨料。
熱震穩定性:耐火骨料需要具備良好的熱震穩定性,能夠承受高溫下的急冷急熱變化而不破裂。這對于在溫度波動(dòng)較大的爐窯中使用的耐火材料尤為重要。
顆粒級配:耐火骨料的顆粒級配應合理,以耐火材料具有良好的成型性能和致密性。合適的顆粒級配可以使耐火骨料在堆積時(shí)形成緊密的結構,提高耐火材料的強度和抗侵蝕性。
抗渣性
粗粒度骨料的顆粒之間孔隙較大,爐渣容易滲入這些孔隙中,與耐火材料發(fā)生反應,降低耐火材料的抗渣性。
細粒度骨料可以使耐火材料的結構更加致密,減少爐渣的滲透通道,提高抗渣性。但如果細骨料的粒度太細,在高溫下容易與爐渣中的成分發(fā)生反應,反而降低抗渣性。因此,需要根據具體的使用環(huán)境和爐渣成分,選擇合適粒度的耐火骨料來(lái)提高耐火材料的抗渣性。
抗熱震性
粗粒度骨料在溫度急劇變化時(shí),由于其熱膨脹系數相對較大,顆粒之間容易產(chǎn)生微小的裂縫,這些裂縫可以緩解熱應力,從而提高耐火材料的抗熱震性。
細粒度骨料在受熱時(shí),熱應力集中在較小的區域內,容易導致材料內部產(chǎn)生裂紋,降低抗熱震性。但適量的細骨料可以改善材料的致密性,提高其抵抗熱沖擊的能力。因此,合理搭配粗細骨料的粒度,才能使耐火材料具有良好的抗熱震性。
按化學(xué)組成分類(lèi)
硅質(zhì)骨料:主要成分是二氧化硅(SiO?),如石英砂、硅石等。硅質(zhì)骨料具有高耐火度、低膨脹系數和良好的耐磨性,常用于玻璃窯、焦爐等耐火材料中。
鋁質(zhì)骨料:以氧化鋁(Al?O?)為主要成分,包括鋁礬土、剛玉等。鋁質(zhì)骨料具有較高的耐火度、良好的熱穩定性和抗侵蝕性,廣泛應用于冶金、化工、建材等行業(yè)的高溫爐窯中。
鎂質(zhì)骨料:主要成分為氧化鎂(MgO),如菱鎂礦、海水鎂砂等。鎂質(zhì)骨料具有良好的耐高溫性能、抗堿性渣侵蝕能力和高溫強度,常用于堿性轉爐、電爐爐襯等耐火材料中。
白云石質(zhì)骨料:主要成分是碳酸鈣鎂(CaMg (CO?)?),經(jīng)過(guò)煅燒后得到白云石砂。白云石質(zhì)骨料具有較好的抗渣性和耐火度,常用于鋼鐵冶金行業(yè)的盛鋼桶、中間包等耐火材料中。
鋯質(zhì)骨料:主要含有氧化鋯(ZrO?),如鋯英石砂。鋯質(zhì)骨料具有高熔點(diǎn)、低熱導率和良好的抗熱震性,常用于陶瓷、玻璃等行業(yè)的高溫窯爐中,可提高耐火材料的抗侵蝕性和隔熱性能。
按生產(chǎn)工藝分類(lèi)
天然耐火骨料:直接從自然界中開(kāi)采并經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單加工處理的耐火骨料,如天然石英砂、鋁礬土等。這類(lèi)骨料資源豐富、價(jià)格相對較低,但質(zhì)量可能存在一定的波動(dòng)。
人工合成耐火骨料:通過(guò)人工合成方法制備的耐火骨料,如電熔剛玉、燒結鎂砂等。人工合成耐火骨料具有純度高、性能穩定等優(yōu)點(diǎn),但生產(chǎn)成本較高。
破碎加工是另一種重要的加工方式。通過(guò)破碎機等設備的破碎作用,耐火骨料被加工成不同粒度的顆粒。這些顆粒的粒度大小和形狀直接影響著(zhù)耐火材料的整體性能。因此,在破碎加工過(guò)程中,需要選擇合適的設備和技術(shù)參數,以骨料的粒度和形狀符合要求。
耐火骨料是耐火澆注料的重要基質(zhì)之一,品種、品級、顆粒級配是影響澆注料各項性能的主要因素。
耐火骨料品級、雜質(zhì)含量和燒結優(yōu)劣,以及原料的存放時(shí)間等,也影響澆注料的性能。隨著(zhù)AL2O3含量增加,澆注料的耐火度和荷重軟化溫度提高也隨之提高,燒后線(xiàn)變化減小或是欠燒料或雜質(zhì)含量多時(shí),耐火度和荷重軟化溫度降低,燒后線(xiàn)收縮增大。
耐火骨料的粒度對耐火材料的性能有著(zhù)多方面的影響,具體如下:
體積密度
粒度較粗的骨料,顆粒之間的孔隙較大,若只使用粗骨料,會(huì )導致耐火材料的體積密度較低。
適當加入細粒度的骨料,可以填充粗骨料之間的孔隙,使耐火材料的體積密度增大。但如果細骨料過(guò)多,可能會(huì )導致顆粒堆積過(guò)于緊密,氣孔率反而增加,體積密度下降。
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