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耐酸耐火浇注料

作者:admin 发布日期: 2020-01-13 二维码分享

由刚玉和/或高铝熟料、碳化硅、碳、结合剂和外加剂组成的可浇注耐火材料,主要用于作高炉出铁沟的内衬,因此也成出铁沟耐火浇注料,其中以刚玉为主要骨料的称为刚玉-碳化硅-碳质浇注料,以高铝熟料为主要骨料的称为高铝-碳化硅-碳质浇注料。

配制此类浇注料所用的刚玉一般为电熔刚玉,包括电熔致密刚玉、亚白刚玉(或称高铝刚玉、矾土基电熔刚玉)、棕刚玉等。主要要求刚玉中的碳含量小于0.10%,这是因为刚玉中的C通常是以碳化物(Al4C3)形式存在,碳化物会与水反应生成甲烷和氢氧化铝,而使刚玉颗粒粉化,因此要求C含量越低越好,规定要求粉化率小于1%,否则配制成浇注料衬体时会在烘烤过程中出现开裂或松散。而配制高铝-碳化硅-碳质浇注料时,所采用的高铝熟料.好是杂质含量低的烧结良好的特级或一级高铝熟料。

配料所用的碳化硅原料,一般采用一级或二级黑色碳化硅、SiC含量不小于97%SiC晶粒越大越好,但一般SiC晶体呈针柱状,很难制取近球粒状SiC,因此SiC是以细颗粒和细粉形式加入。碳质原料可采用沥青、石墨、焦炭或废电极、炭块等。结合剂是由氧化硅微粉和纯铝酸钙水泥组成的复合结合剂,属凝聚-水化结合浇注料。分散剂一般采用聚磷酸钠化合物。

由于此类浇注料透气性差,在烘烤过程中极易发生因水分急骤蒸发而发生爆裂,因此一般要加防爆剂,如金属铝粉、或乳酸铝、或隅氮酰胺、或防爆纤维等。但防爆剂加入量应严格控制,加入量过大会导致体积密度降低、强度下降、抗侵蚀和抗冲刷性能变坏。

氧化铝-碳化硅-碳质浇注料的配料组成是随使用环境和条件不同而异,如大型高炉出铁沟浇注料必须用电熔刚玉作为骨料,而中、小型高炉则可采用高铝熟料作为骨料。其耐火骨料与粉料之比一般为(65~70):(35~30),也可以按照Andreassen方程取其粒度分布系数q=0.26~0.35进行配料,但如果要配制自流或半自流状态浇注料,则取q=0.21~0.26进行配料。碳化硅加入量应根据使用部位不同而异,出铁沟和渣线部位加入量为18%~30%,渣线以下加入量为12%~15%。表17-13为大型高炉(大于1000m3)出铁沟浇注料一般理化性能。


氧化铝-碳化硅-碳质浇注料,既可在现场直接浇注使用,也可做成预制件使用,使用寿命随所采用的原料品质不同而有较大差异,大型高炉采用刚玉-碳化硅-碳质浇注料构筑主沟衬里(厚约450mm~500mm,一次性通铁量一般为10~15t铁水,经过补浇或喷补后可达30t以上。

能抵抗800~1200℃酸性介质(硝酸、盐酸、硫酸、醋酸等)腐蚀的可浇注耐火材料称耐酸耐火浇注料。它是以水玻璃为结合剂、用酸性或半酸性耐火材料作为骨料和粉料,加少量的促凝剂配制而成的。但此类浇注料不耐碱、热磷酸、氢氟酸和高脂肪酸的腐蚀。配制此类浇注料的原材料来源丰富、价格低廉,故在冶金、化工、石油、轻工等部门热工设备得到普遍应用。

用于配制耐酸耐火浇注料的骨料主要有硅石、铸石、蜡石、安山岩、辉绿岩等。几种常用的原材料的耐酸度(重量法测,%)为:铸石98%,硅石大于97%,黏土熟料92%~96%,安山岩大于94%。选用何种原材料根据使用条件而定。但采用硅石时,必须注意石英在加热时有多晶转变,转变过程中会产生体积变化(膨胀),因此.好采用废硅砖料取代部分硅石原料作集料,配制此浇注料的粉料主要采用硅石粉、铸石粉、瓷器粉、高硅质黏土熟料等,其中铸石粉是采用较多的耐酸粉料。

结合剂水玻璃应采用模数M高些的水玻璃,以降低水玻璃带进的Na2O量,提高耐酸性,一般采用模数为2.6~3.2,密度为1.38~1.42g/cm3的水玻璃溶液。可作为水玻璃促凝剂的化合物较多,包括有含氟化合物(如氟硅酸、氟硼酸、氟钛酸的碱金属盐)、酯类、酸类(如乙酸乙酯)、金属氧化物(如铅、锌、钡等氧化物),以及碳酸气(CO2)等,但.广泛采用的是氟硅酸钠(Na2SiF6,使用方便,易于控制凝结硬化时间。

耐酸耐火浇注料的一般配料组成为:耐酸耐火骨料60%~70%,粉料30%~40%,外加密度为1.38~1.42g/cm3的水玻璃溶液13%~16%,以氟硅酸钠作促硬剂时,其加入量为水玻璃溶液质量的10%~12%

水玻璃结合耐酸耐火浇注料的耐酸性能与其所采用的骨料和粉料耐酸度有关,见表17-14.


此类浇注料在酸中浸泡时具有较好的强度稳定性,一般是随着浸泡时间的延长其耐压强度略有增长,见表17-15.


耐酸耐火浇注料主要用于作防腐蚀烟道和烟囱内衬、贮酸槽罐、酸洗槽内衬、硝酸浓缩塔内衬、酸回收炉内衬和其他受酸性高温气体腐蚀的容器内衬等。

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