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耐火浇注料厂家讲解含碳化硅耐高温耐火浇注料的使用性能

文章出处:未知 人气: 发表时间:2020-09-02 10:18
耐火浇注料厂家讲解含碳化硅耐高温耐火浇注料的使用性能
新型干法水泥窑中窑口、喷煤嘴等部位受到强烈高温、热震、侵蚀和磨损的作用,需要使用优质不定形耐火材料。一般情况下,水泥窑用耐高温浇注料都含有刚玉、莫来石、红柱石、碳化硅这几种矿物。
①原料性能。刚玉分烧结刚玉和电熔刚玉。其中,电熔刚玉是将氧化铝或铝矾土在电炉中熔融后冷却得到的产物。电熔刚玉晶粒大、致密度高、气孔少、硬度高。烧结刚玉的晶粒小、气孔多、硬度小,但抗热震性要好些。总体上说刚玉的耐高温、耐磨损性很好,但抗热震性欠佳,导热性较大,特别是抗碱侵蚀性很差。
莫来石也分烧结和电熔两种。其中,电熔莫来石的性能更好。总体上说,莫来石具有高温体积稳定性好、热态强度大、抗蠕变性强的特点,具有中等偏上的耐热震性和较低的导热性红柱石是蓝晶石族矿物中的一员。蓝晶石矿物指分子式为Al2O3-SiO2的三种同质异构矿物:蓝晶石、红柱石和硅线石。这三种晶体的共性是耐火度高,质地纯净,抗侵蚀性好,锻烧过程中转变为莫来石和高二氧化硅含量的物质,并伴有体积膨胀(蓝晶石为16%~18%,红柱石为3%~5%,硅线石为7%~8%)。蓝晶石族矿物高温转变性能比较见下表。
 碳化硅耐高温耐火浇注料
1300~1350℃时,蓝晶石转变成为莫来石和方石英,并伴随+18%的体积变化。由于膨胀过大,蓝晶石的掺量受到限制。蓝晶石转变产生的膨胀可以用于抵消不定形耐火材料的收缩,产生的莫来石可用于提高浇注料的抗热震性。但是,蓝晶石转化产生的方石英却不利于抗热震性。
1400℃时,红柱石转化成为莫来石和高硅玻璃相,并伴随+4%的体积变化。由于膨胀较小,有利于提高红柱石的掺量。红柱石转变产生的膨胀可以用于抵消不定形耐火材料的收缩,产生的莫来石可用于提高浇注料的抗热震性。不同的是,红柱石转化产生的高硅玻璃相具有极低的热膨胀系数,非常有利于提高浇注料的抗热震性。
1500℃时,硅线石转化成为莫来石;并伴随+8%的体积变化。理论上,硅线石转变产生的膨胀可以用于抵消不定形耐火材料的收缩,产生的莫来石也有利于提高浇注料的抗热震性。
由此,低中档不定形耐火材料常用蓝晶石作为添加剂;高中档不定形耐火料常用红柱石作为添加剂;硅线石的转变温度过高,一般不适合作不定形耐火材料的膨胀剂使用。
碳化硅具有高熔点、高硬度、高导热、低膨胀和可氧化的特性。碳化硅的高硬度被利用来提高耐火材料的耐磨性。碳化硅的低膨胀和高导热性能被用于提高耐火材料的抗热震性。碳化硅可能产生钝化氧化或形成SiO2釉层的特性被用来提高耐火材料的抗侵蚀性。
②材料设计。根据水泥窑窑口等处的使用条件,用于此处的耐火材料应具有良好的耐高温、抗磨损、抗热震、耐侵蚀和低导热性能。复合以后,各种耐火原料表现出的性能见下表。
 碳化硅耐高温耐火浇注料
从上表可知,耐高温性好的原料只有刚玉;耐碱蚀性好的原料只有碳化硅;耐磨损性好的原料有刚玉和碳化硅;抗热震性好的矿物有碳化硅和红柱石;导热性低的原料有红柱石和莫来石。所以,水泥窑高温带用耐磨浇注料至少应该含有刚玉、碳化硅两种矿物,以及莫来石和红柱石两者的其中之一。为了获得所需的性能,高温耐磨浇注料可以同时含有刚玉、碳化硅、红柱石、莫来石四种矿物。红柱石复合抗热震耐磨耐火浇注料的性能见下表。
红柱石复合抗热震耐磨耐火浇注料
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