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水玻璃结合浇注料

作者:admin 发布日期: 2020-01-09 二维码分享

用水玻璃作结合剂,与耐火集料和外加剂配制成的可浇注耐火材料称为水玻璃结合浇注料。水玻璃为碱金属硅酸盐,化学通式为R2O·nSiO2·mH2O,R2O指碱金属氧化物,有硅酸钠水玻璃、硅酸钾水玻璃、硅酸季胺水玻璃和钾钠硅酸盐水玻璃等。但在不定形耐火材料中大量使用的是硅酸钠水玻璃。硅酸钠水玻璃按其模数M(指SiO2Na2O摩尔比)不同可分为中性水玻璃(M不小于3)和碱性水玻璃(M小于3.0)但这只是一种习惯分类法,实际上无论是中性水玻璃或碱性水玻璃,水解后的水溶液均呈碱性。

水玻璃是一种强碱弱酸盐,在水中易发生水解,其水解反应较复杂,硅酸钠水玻璃的水解反应可归纳为如下反应:

Na2O·nSiO2+mH2O2NaOH+nSiO2(m-1)H2O

NaOH又会进一步电离成Na++OH-,从而使水玻璃熔液呈碱性反应。水玻璃溶液实际上是胶体溶液。水玻璃的物理性能是以模数M,密度D和黏度η来衡量,其模数计算式如下:

M=1.023SiO2/Na2O

式中,SiO2Na2O分别指水玻璃中SiO2Na2O的百分含量。密度可用波美计测定,密度D与波美度(oBe′)之间的关系如下:

D=145/(145-oBe′)oBe′=145-145/D

用水玻璃溶液作浇注料的结合剂时,其作业性能主要取决于黏度,而黏度则随水玻璃的密度与模数而变,其关系如图17-10所示。

水玻璃既可作酸性(如硅质、蜡石质)和中性(黏土质、高铝质)浇注料的结合剂,又可作碱性(如镁质镁铬质、镁铝质)浇注料的结合剂。作酸性和中性耐火浇注料的结合剂时,必须加促凝剂才能发生凝结与硬化作用。一般采用氟硅酸钠(Na2SiF6)作为促凝剂,其促凝反应如下:


随着反应的进行,硅酸溶胶会变成凝胶不断析出,从而形成了坚固的硬化产物。除氟硅酸钠外,可作水玻璃促凝剂的物质还有聚合磷酸钠、磷酸钠、氯化铝、CO2Ba(OH)2Ca(OH)2、乙酸乙醇、乙二醛等。

用水玻璃作碱性浇注料的结合剂时,可以不加促凝剂,因为碱性耐火材料中的MgO会与水玻璃反应,生成水合硅酸镁而发生凝结与硬化。

水玻璃结合耐火浇注料集料的粒度组成与普通水泥结合浇注料相似,骨料大于100μm约占60%~70%,粉料约占30%~40%,所采用的水玻璃模数为2.3~3.0,密度为1.20~1.35g/cm3,加入量为13%~15%,氟硅酸钠促凝剂加入量为水玻璃加入量的10%~15%。表17-10为水玻璃结合浇注料的一般理化性能。

由于水玻璃结合剂中含有Na2O,会大大降低耐火浇注料的耐火度和高温使用性能,因而水玻璃结合的硅酸铝质(黏土质和高铝质)浇注料一般只能在1300以下使用,多半用于作耐酸和耐碱浇注料。而水玻璃结合的铝镁质浇注料可作非连铸、非精炼普通钢包整体内衬和出钢槽内衬。水玻璃结合碱性浇注料可作冶金炉热修补料、出钢槽和某些感应炉内衬。


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