无水泥耐火浇注料也称为超微粉结合耐火浇注料,是在超低水泥耐火浇注料的基础上发展起来的,由于该浇注料中的CaO含量小于0.2%,形成的钙铝黄长石等低熔物也很少,因此高温性能优良,在窑炉等热工设备的重要部位应用较多,效果较好。
无水泥耐火浇注料的品种有硅酸铝质、刚玉质、莫来石质、镁质、铝镁质和Al2O3-siC-C质等,其性能各有特色,因此应用范围和应用部位也不同。本节主要刚述硅酸铝质、刚玉质和镁质无水泥耐火浇注料。
无水泥耐火浇注料的凝结硬化是通过超微粉的凝聚实现的,即由凝聚结合而获得强度,而外加剂只起促进作用,其硬化机理前已述及。所以,在无水泥耐火浇注料中,超微粉占有极其重要的地位。无水泥耐火浇注料是高级耐火浇注料,应采用优良的原材料及外加剂配制。其配制原则和强度变化特征,与低水泥耐火浇注料的基本相同,影响性能的因素也基本类似。
耐火骨料用量为70%左右,耐火粉料和超微粉的合用量约为30%:超微粉用量应根据其品种经试验确定,一般为5%-15%。活性SO2超微粉的适宜用量为5%-7%,其余超微粉的为7%-10%。例如,掺加SiO2超微粉5%和掺加a-Al2O3超微粉10%,则超微粉总用量为制无水泥耐火浇注料,一般采用复合超微粉:外加剂品种和用量,与超低水泥耐火浇注料的相同，应优先选用高效减水剂;用水量4%-6%。
无水泥耐火浇注料的烘干强度较低,随着加热温度的升高,强度显著增加,达到1390-1500℃时,其耐压和抗折强度的最高值分别为130MPa和22MPa；硅酸铝无水泥耐火浇注料的烧后线变化呈较大的膨胀,而电熔刚玉质的则略有收缩。铝镁质无水注料则呈微膨胀,与超低水泥耐火浇注料相比,无水耐火浇注料的高温性能有较大改善。
电熔刚玉质无水泥耐火浇注料的岩相鉴定证明,其基质中的主要物相为莫来石和被莫来石包裹的刚玉。莫来石晶型极不规则,盘根错节的交织在一起。同时,莫来石中的A2O3和SIO2含量波动范围较大,这是由于掺加SiO2超微粉后在高温下形成了高新度的液相,影响了莫来石的形成和生长发育所致。与低水泥和超低水泥耐火浇注料相比,A2O3和SiO.没有被CaO消耗,因此莫来石的生成浇注料的高温性能优良。
通过超微粉品种对浇注料抗折强度的影响表明。浇注料为电熔刚玉质的,其配合比和工艺条件相同。随着加热温度的升高,无水泥耐火浇注料的烧后抗折强度提高。三组试样的烘干抗折强度基本相似,其后,掺加a-Al2O3超微粉的无水泥浇注料,其烧后抗折强度最低,掺加活性SiO2超微粉的明显提高,掺加活性SO32和a-Al2O3复合超微粉的无水泥耐火浇注料,其烧后抗折强度最高。因此,配制无水泥耐火浇注料时,应优先选用以活性SO2超微粉为主组成的复合超微粉以利于提高或改善其高温性能。
在无水泥耐火浇注料料中,CaO含量的上限为0.2%,因此应选用CaO含量少的耐火原料,配制无水泥耐火浇注料。生产实践证明,这种无水泥耐火浇注料,最好与高铝质原材料、镁质类材料及含碳材料配合使用,方可达到良好的技术效果。
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