低水泥耐火浇注料的基本性能,是按照配制原则,经过精心的设计和筛选试验,采用最佳的工艺条件制成。通过浇注成试样,在自然条件下养护,环境温度为10~25℃。养护到期后,检验3d常温压强度,一般为15~45MPa,然后,将试样烘干,并检验其性能。
本文主要是以硅酸铝质低水泥浇注料的试样为例,证明低水泥耐火浇注料的性具体如下:
低水泥酸铝质耐火浇注料用一级黏上熟料和一级一特级矾土熟料作骨料,一般最大粒径为10mm和用量为70%;耐火粉料用特级或一级矾土熟料粉或掺棕刚玉粉等,其用量为18%-24%;超微粉用aAO粉和硅灰,用量6%-12%,另加适量的复合减水剂。试样随着加热温度的升高,浇注料强度十分显著的增加,1500℃℃的强度比烘干强度提高了1倍左右。1400℃高温抗折强度为1.5-2.3MPa比CA-60水泥耐火浇注料的高近一倍:1400℃或1500的烧后线变化,一般呈影胀状态,其绝对值小些,但比较稳定,即体积变化比较小,有利于浇注料的使用。
(1)低水泥耐火浇注料的耐火度大于1790℃,0.2MPa下的荷重软化温度(变形4%)比CA-50水泥耐火浇注料的高20-100℃.因此,低水泥耐火浇注料的使用温度,一般比同材质的CA-50水泥耐火浇注料的约高100℃。
(2)低水泥耐火浇注料的热膨胀率,在整个加热过程中均呈现膨胀的特征。随着加热温度的升高,热膨胀率增大,到1250℃时达到最大值,约为0.68%。其开始缓慢的收缩,1400℃时的热膨胀率为0.43%,当温度为1500℃时,热膨胀率又回升到加热温度0.5%。
(3)低水泥耐火浇注料的性能特点是强度高,中温强度不下降反而显著升高,其原因是多方面的。其中,铝酸钙水化物的脱水,是在一个较大的温度范围内缓慢而连续进行的,而且较少的破坏晶体组织结构。下图为两种浇注料的红外光谱分析。从图中看出,低水泥和CA-50水泥耐火浇注料,在500-700cm区域出现了铝氧四面体存在的吸收带,在3300-340km区域有水化铝酸钙的吸收带。从吸收带的强度上看,前者较弱,后者较强;经过110℃烘干后,其水化铝酸钙吸收带的强度减弱。经过800℃烧后,前者的水化铝酸钙吸收带强度无明显变化,后者的则明显减弱。这也是低水泥耐火浇注料强度高的一个重要因素,同时也促进了其他性能的改善或提高。
(4)低水泥耐火浇注料的成型体是带有少量气孔的非均质的组织结构。其气孔的大小和多少,直接影响浇注料的性能。采用压求法测定两种浇注料的孔径分布,从下表中看出,水泥耐火浇注料的孔径不大于110mm占70.7%-73.2%,比CA-50水泥耐火浇注料的高2-3倍。两种浇注料110℃于的总孔限量基本相近,800℃烧后,低水泥耐火浇注料的增大了6%左右,而CA-50水泥浇注料的则增大了近39%。这说明,低水泥耐火浇注料的总孔隙量少、小毛细孔多且分布均匀,即有气孔低、气孔结构好、透气性差和抗渣侵蚀性强等特点,这也是该浇注料强度高的一个原因。
(5)低水泥耐火浇注料的显气孔率,与CA-50水泥耐火浇注料的相比,也是比较低的,详见下图,从图中看出800℃之后,随着加热温度的升高,低水泥浇注料的显气孔率增加不多,最大时仅为20.4%;CA-50水泥浇注料的则明显增加,最大值达到26.4%。由于低水泥耐火浇注料的显气孔率低,组织结构致密,因此中、高温强度大。
(6)低水泥耐火浇注料的强度高,耐磨性好,显气孔率低、低共熔物少,因此抗渣侵蚀性强。采用坩埚法进行抗渣侵性试验,介质为转炉钢渣,加热温度1450℃,保温3h,其侵蚀量。图中数字为铝酸盐水泥用量,其中水泥用量为5%和7%的系低水泥耐火浇注料;15%的为CA-50水泥耐火浇注料,2%的CA-50水泥系黏土结合耐火浇注料的促凝剂。从图中看出,在同样的材质和工艺条件下,低水泥耐火浇注料的抗渣侵性,比CA-50水泥耐火浇注料的有明显提高,甚至超过了黏土结合浇注料。同时,水泥量越少,抗渣侵性越好;水泥品高,配制的低水泥浇注料抗渣侵性好,即CA-70水泥配制成浇注料的抗渣侵性,比CA-50水泥配制成浇注料的好,侵蚀量约降低25%。
低水泥耐火浇注料用回转法进行抗渣侵性试验,并与黏土结合浇注料对比,介质为高炉渣,加热温度1400℃,回转速度6r/min,其余按标准操作,其结果是前者的渣侵深度为1.25mmm,后者为2.65mme。这说明,低水泥耐火浇注料的抗渣侵性优于黏土结合耐火低水泥耐火浇注料的抗热震性,即加热1100℃后进行水冷的循环次数,与CA-50水泥和浇注料士结合耐火浇注料一样,均大于15次;其热导率,因低气孔、组织结构致密,所以比CA-50水泥和黏土结合耐火浇注料的略高些,其数值一般为1.05~1.35W/(mK)。