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耐火捣打料

/refractory ramming mix/
条目作者李再耕

李再耕

最后更新 2022-01-20
浏览 163
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由耐火集料(骨料和粉料)、结合剂和外加剂组成的采用捣固(人工或机械)法施工的不定形耐火材料。是一种低塑性或无塑性的干状、半干状混合料,需采用强制捣打方法方可获得较致密衬体。

英文名称
refractory ramming mix
所属学科
材料科学与工程

按材料性质可分为酸性捣打料、中性捣打料、碱性捣打料等。

材质包括天然石英砂、石英岩和半酸性材料叶蜡石、锆英石等。干状酸性捣打料须加低、中温助烧结剂(称矿化剂),如硼酸、硼酸钠、硼玻璃等。此类捣打料主要用于有色金属和黑色金属熔化以及保温用工频感应炉内衬。半干状酸性捣打料所用的结合剂有水玻璃、磷酸或磷酸二氢铝等,也需加低、中温助烧结剂,属气硬性或热硬性材料。此类捣打料主要用于工频感应炉内衬和玻璃熔窑窑底。

材质有高铝质、刚玉质、铬刚玉质、氧化锆质等。结合剂有结合黏土、磷酸或磷酸二氢铝、硫酸铝等,外加剂包括增塑剂和保存剂等。增塑剂有羧甲基纤维素、糊精和塑性黏土。用磷酸或磷酸二氢铝作结合剂的捣打料,在长期储存过程中会因磷酸或磷酸二氢铝与氧化铝发生反应,生成不溶性的正磷酸铝使材料凝固而失去施工作业性能,因此需加保存剂。保存剂有草酸、柠檬酸、酒石酸、乙酰丙酮等,最常用的是草酸。这类捣打料以半干状或可塑状使用。半干状的捣打料可用于高温金属容器或流槽、感应炉的内衬;可塑状捣打料主要用于轧钢加热炉和均热炉的烧嘴与内衬等。

此外,一些含碳化硅、氮化硅和碳质捣打料也可归入中性捣打料。这类捣打料主要材质有高铝-碳化硅-碳质、刚玉-碳化硅-碳质和碳化硅-氮化硅质等。所用的有机结合剂有焦油、沥青、酚醛树脂等;无机结合剂有结合黏土、氧化物超微粉、磷酸和磷酸二氢铝等。由于含碳和碳化硅材料易于氧化,所以用有机结合剂时还需加少量的防氧化剂,如金属铝粉、金属硅粉、碳化硼等。金属铝粉和硅粉等不仅能起防氧化作用,而且能有助于提高捣打料的结合强度和体积稳定性。在普通捣打料基础上,采用改性酚醛树脂液作为结合剂,加入具有热膨胀性的蓝晶石等添加剂,制成的刚玉-碳化硅-碳质免烘烤捣打料,用于中小高炉出铁沟和需要快速修补的出铁沟等部位。这种材料在使用过程中不产生水蒸气,从而无须烘烤即可直接使用,大大缩短炉前修沟时间,减轻工人的劳动强度,提高设备的运转率,还提高了铁沟料的使用寿命,满足了生产现场施工快速、使用可靠的要求。

材质有镁质(MgO)、镁铝质(Al2O3-MgO)、白云石质、尖晶石质、镁铬质和镁碳质等。由于碱性材料易水化,因此大多采用非水性或无水有机结合剂,如焦油、沥青、酚醛树脂等,也有采用可防止水化的无机盐类结合剂,如氯化镁、硫酸镁、硫酸铁和聚磷酸盐等。碱性捣打料具有较好的抗高碱度渣的侵蚀作用,常用作冶金炉的衬体或填料,如用作电炉炉底的捣打料,转炉炉衬的填料等,通常以半干状使用。20世纪80年代,奥地利等国开发出加有助烧结剂的干状镁质捣打料,用作高功率和超高功率电炉炉底,使用效果比半干状镁碳或白云石碳质捣打料好。大型中频感应炉用捣打料主要采用铝镁质捣打料,它以氧化铝和氧化镁为主要成分。生产中采用刚玉、特级矾土熟料、电熔镁砂为原料,镁砂通常以细粉形式加入,以利于在使用过程中氧化镁(MgO)和氧化铝(Al2O3)反应生成镁铝尖晶石,这既能减小捣打料的烧结收缩,又能够提高其高温使用性能。

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