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耐火可塑料的性能要求

作者:zzcync  发布时间:2021-05-08 11:12  点击量:
耐火可塑料是以捣打、振动或挤压方法施工的泥坯状或泥团状不定形耐火材料。由一定级配的耐火骨料、粉料、结合剂、外加剂加水或其他液体经过充分混练而成。按耐火骨料材质分为:粘土质、高铝质、刚玉质、硅质、镁质、铬质、锆英石质和碳化硅质耐火可塑料等。按结合剂种类分为:水玻璃、磷酸盐、硫酸盐和有机结合剂耐火可塑料等。按硬化方式分有气硬性或热硬性耐火可塑料两种。
耐火可塑料通常采用Al2O3-SiO2系骨料,选择骨料时主要考虑材料的体积稳定性,一定的吸水率并能与胶结材料很好烧结,如粘士熟料、烧结氧化铝、电熔氧化铝等。结合粘士通常是可塑料的重要原料,直接影响可塑料性能,除要求其可塑性和结合性良好以外,还应重视粘土的烧结性能和碱含量指标。可塑料中掺有 一定数量的生粘土,用它砌筑的炉体干燥时产生收缩,加热冷却后还会进一步收缩,如果收缩量过大就会造成炉体损坏。高温下的二次莫来石化引起的体积膨胀,不能抵消生粘土造成的收缩,因此常在可塑料中加入适量的膨胀性材料,如蓝晶石细粉。蓝晶石在1300℃开始分解形成莫来石和石英时,急剧产生10%~12%的 体积膨胀,借以抵消可塑料基质部分的高温收缩。但干燥收缩仍然存在,所以加入适量的超细瘠性原料,如石英、电熔氧化铝等细粉,代替部分粘土,这既对减小收缩有利,还可提高高温负荷性能。
可塑料常用的外加剂还有增塑剂、增强剂等。纸浆废液、环烷酸、木质素磺酸盐及无机、有机的胶体保护剂均可用作增塑剂,草酸、脂肪族酸等对磷酸结合的可塑料可延长保存期。
混合后泥料困料,既能消除料中部分气体,又能增加泥料塑性,挤压成型或再加真空脱气措施,可塑料的质量会更好。耐火可塑料的可塑性高低对施工和贮存都非常重要,生产中常用可塑性指数(试样受冲击力后的塑性变形高度与原试样高度的百分比)进行控制,一般为15%~40%,实际多采用20%~35%,低于20%时泥料干硬,施工困难,高于35%时泥料太软,不易捣实而且加热后收缩也大。
一般技术性能与普通的不定形耐火材料类似。以下着重叙述可塑料的线变化率、强度和抗热展性。
可塑料的体积稳定性可依据线变化率及热态线膨胀率来判断。下图为氧化铝含量42%的热硬性可塑料往返加热的热膨胀曲线。加热初期、由于粘土部分脱水产生收缩,继续加热逐渐趋向膨胀。经过3~4次反复加热、冷却,其线变化率与一般粘土砖和高铝砖近似。
 耐火可塑料
通常可塑料加热至1200~1300℃以上进入烧结期,冷态强度增高。在1100~1200℃以前热态抗折强度比冷态抗折强度高,当温度达到1200℃以上,部分可塑料呈软化状态,则热态强度比冷态强度低。1200℃以上,热态强度与冷态强度呈现完全不同倾向,下图为可塑料抗折强度实例。从实际效果考虑,掌握耐火可塑料 的热态强度变化特性是很重要的。
 耐火可塑料
与相同材质的耐火砖以及其他不定形耐火材料相比,可塑料的抗热震性较好,主要有以下几点:铝硅质可塑料在加热过程和高温下使用时,不会产生晶型转变而引起严重变形,加热面附近的矿物组成为莫来石和方石英微晶,玻璃相较少,由加热而向低温侧的结构和物相的物理性质是递变而非激变。
常用的耐火可塑料有粘土质、高铝质和刚玉质,其技术性能见下表。
 耐火可塑料
标准YB/T5115-93将粘土质和高铝质耐火可塑料按强度和耐火度分为A、B两类,参见下表,其技术性能要求参见下表的规定。
 耐火可塑料
耐火可塑料
耐火可塑料使用温度因材质而异,如普通粘土质的可用于1300~1400℃,优质粘土质的可用于1400~1500℃,高铝质的可用于1500~1600℃,刚玉质的可用于1500~1900℃。为使耐火可塑料烘烤升温时容易脱水,在工作面每隔100~150mm预设3~6mm直径的小排气孔,孔深度为壁厚的三分之二。此外,每隔 1000~1500mm需设置1~3mm宽、50mm深的膨胀缝,以缓冲可塑料的热胀冷缩变化。可塑料一般不需要养护,由于应用了水溶性添加剂,所以要尽早进行烘烤,若因某种原因而要摘置一段时间,则需用塑料膜覆盖以防止干裂;烘烤时要尽可能缓慢升温,升温速度一般为30~50℃/h,200℃以下以及800℃附近尤其要缓慢 加热。
耐火可塑料适用于各种加热炉、均热炉、退火炉、渗碳炉、电炉、烧结炉等。

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