无水泥自流型刚玉复合浇注料.pdf

本发明涉及一种不定形耐火浇注料及其制作工艺。
    浇注料是目前生产与使用最广泛的一种不定形耐火材料，主要用于构筑加热炉内衬等整体构筑物，其优质品种也可用于冶炼炉。随着科技水平的进步与提高，复合浇注料制品已由普通浇注料、高铝水泥浇注料发展到目前的低水泥电熔刚玉浇注料和超低水泥电熔刚玉浇注料，期间的每一个发展过程都使材料的性能有了不同程度的改善。但迄今为止，上述所有的各类刚玉复合浇注料都存在有两个重要的缺陷，结果也都使浇注料成品的综合性能指标大幅度降低，所说的缺陷之一是现有的各类浇注料都为内部含有水泥的浇注料，由于水泥中含有结晶水（结晶水在整个使用过程中都难以排净，这样就会使得材料形成不均质结构），水化速度慢且容易受潮失效，导致了浇注料制品的养护期较长和材料需要烘烤的时间长，这样也就使得设备的投产周期延长;此外，水泥中的石灰（CaO）成分在高温下易于和其它的物质发生反应而生成低熔物，低熔物的产生降低了耐火浇注料的高温性能，使得以其构筑的耐火结构的使用寿命和经济指标下降。现有技术所存在的另一缺陷来自于材料成型的施工方式，即多年来所延袭惯用的浇注/振动的成型施工方式，由于这种施工方式必需由人来操作（因为振动棒地作用半径很有限，这就要求振动棒要被频繁地移动而不能经常从料中取出），由于其工作时间长、劳动强度高、工作噪音大，使人很容易产生疲劳，因此说它是一种非常令人讨厌的工作。做为提高工作效率的一种方式，施工现场中也往往采用在振动捣打料中增加混合水量的办法，特别是在对形状复杂或者很薄的部位施工时更是如此，但水分的增加，必然就使得浇注料的显气孔率增加以及烘烤时间和投产周期的增加（因为水分是必须要排出的）。为了克服以上缺陷并适应高质量产品对耐火浇注料的严格要求，近年来国外相继出现了低水泥和超低水泥自流型刚玉浇注料，这些料以其混合后的流动性为特征，在成型过程中无需施加外力即可流动和脱气，尽管这类产品的出现消除了一些过去施工中的不利因素，但是它们仍然内含水泥成分-而水泥的固有的弱点依然未被克服-因此它们仍然需要较长的烘烤时间（便于脱水）以及较长的养护时间（24小时以上）方能达到最佳的低温和高温强度。

    本发明的目的在于开发出一种改进了骨料配比和制作施工工艺的新型自流型复合材料浇注料，用以克服前述种种现有技术的缺陷，使浇注料的各项使用性能指标得到充分的完善和提高。

    本发明所提出的新型浇注料为一种无水泥自流型刚玉复合浇注料，它以电熔刚玉、尖晶石、锆质材料以及一些其它氧化物（含复合稀土）为主要原料，其骨料配方的化学成分（重量百分比）为：

    氧化铝（Al2O3） 60.0～78.5

    氧化硅（SiO2） 10.5～16.8

    氧化锆（ZrO2） 2.8～15.2

    氧化镁（MgO）    2.0～4.8

    三氧化二铬（Cr2O3） 0.5～1.2

    氧化钛（TiO2） ＜0.5

    氧化铁（Fe2O3） ＜0.24

    氧化钙（CaO）    ＜0.2

    氧化钾（K2O）+氧化钠（Na2O） 0.1～0.2。

    专用于该浇注料的施工工艺是这样的：将骨料按配方的要求称量并初混，再将用分散剂、减水剂、低活性水和超细粉制成的浆（或直接将用分散剂、减水剂和低活性水制成的水溶液）按配方要求的量加到初混后的骨料中进行细混，就可制成流动性很好的泥料（桶装湿法发运时，可将骨料按配方要求称量，再将分散剂、低活性水和其它有机物一起进行搅拌制成性能稳定的流动性很好的浆体后，装桶发运至施工现场，该方法可用泵注的方式施工），然后将制成的泥料倒入模具或待浇注的部位，使浇注料在自身重力的作用下运动（此时浇注料内部的气泡向上运动而自行排出），从而形成较平整的平面，静置4～8小时后，就可进行烘烤直到使用。

    本发明的一个重要特点就是这种复合浇注料中不含水泥（在一般铸造行业分类中将CaO含量小于0.2%的浇注料称为无水泥浇注料），因此该产品具有很高的流动性和填充密度，很短的硬化时间（一般硬化只需4～8小时），很低的显气孔率和很高的低温及高温强度，烘烤速度快、投产期短，易于贮存且不受环境和气候的影响。正由于此，使得本发明所述产品的使用范围更广、寿命更长、维修次数及时间更少、经济效益也更显著，尤其在连续作业情况下更是如此。

    下表分别列出现有的超低水泥自流型电熔刚玉浇注料（Ⅰ）与本发明所述浇注料（Ⅱ）的一些理化性能指标，从表中可以看出，后者的耐压强度、体积密度等指标均明显优于现有技术。

                                         Ⅰ                   Ⅱ显气孔率（％）       ／                ＜13.5耐压强度MPa1300℃×2小时       87                       ＞90体积密度 g/cm3             2.95                    ≥2.98耐火度            ＞1700℃         ＞1700℃