莫来石结合耐火浇注料用的结合剂是复合结合剂,主要有a-A2O3和SO2超微粉、软质粘土和水合氧化铝等。低温下起结合作用的是超微粉和水合氧化铝,中高温时是A2O3与SiO2反应形成莫来石而起结合作用,故称莫来石结合耐火浇注料。
众所周知,在不定形耐火材料中利用二次莫来石化,改善和提高其性能,是最常用的技米手段,耐火可塑料、黏土结合和微膨胀耐火浇注料,均是利用Al2O3和SiO的自反应、自烧结和自部底的理念制造的,所以在1400℃以下的工业炉中使用,获得良好效果刚玉和碳化硅是配制高性能耐火浇注料的高纯耐火原料,用铝酸盐水泥作结合剂时,带进有害杂质,降低其使用性能。目前,普遍采用复合结合剂配制刚玉和碳化硅质耐火浇注料,即莫来石结合刚玉和碳化硅质耐火浇注料,其性能见表7-2-73。编号1和编号2用Al2O3为98%的刚玉作耐火骨料,粒径为8-1mm,用量为55%,SiC>98%的碳化硅作细骨料,粒径为2lmm,用量为10%,耐火粉料为合成莫来石粉、a-Al2O3和SiO2超微粉,其用量编号1分别为15%、14%,编号2分别为10%、17%和7.5%,编号3用哪个sic大于97%的碳化硅做耐火骨料,用量为65%,采用SC>99%的碳化硅作火粉料,用量为10%,用AL2O3>91%的ρ-AL2O3和SiO2超微粉作结合剂和粉料,其用量为25%,耐火骨料与耐火粉料之质量比为65:35.在配合比设计时,基质中的物料应保证最大限度的形成莫来石高温结合相,并能获得良好的作业性,组织结构和抗热成性,同时,应添加分散剂和防氧化剂。
莫来石结合刚玉碳化硅质耐火浇注料烘干强度较低,中高温强度很高,高温抗折强度也比较高,残余强度保持率为44.9%和62.5%。说明该料性能优良。在中高温时,次生莫来石将难以烧结的刚玉和SiC骨料紧密地结合在一起,形成优良的组织结构,所以强度大、体积稳定性好和抗热震性高;莫来石结合碳化硅质耐火浇注料强度大,性非常好,1100℃加热、风冷5次后的残余强度保持率为83.8%。ρ-Al2O3用量与莫来石结合SiC质浇注料强度的关系。经实践证明:随着ρ-AL2O3用量的增加,浇注料强度不断增加,即或ρ-Al2O3用量较少,烘干耐压强度也可达到30MPa左右。这就是说,在莫来石结合刚玉碳化硅质耐火浇注料中,添加适量的p-A203并代替其中的a-Al2O3超微粉是有益的,可提高其烘干强度。在耐火浇注料中,水合氧化铝是结合剂,用量多,凝结硬化时间缩短,来不及施工。同时,p-Al2O3水化后的产物多,也影响烘烤。
在莫来石结合刚玉SiC质和SiC质耐火浇注料中,-超微粉的合理配使用,在基质中能形成网状的莫来石结合相,可改善和提高浇注料的中高温强度及抗热震国内外实验证明,a-Al2O3和SiO2超微粉的质量比为2.5左右时,有利于中高温下形成莫来石。应当指出,在含SiC耐火浇注料中,因SiC长期使用会氧化而形成SO2,以便提供充足的A2O3与SO2反应形成莫来石,这样也可阻止SiC的继续氧化。