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硫酸铝结合可塑料与耐火捣打料

作者:admin 发布日期: 2020-01-18 二维码分享

以硫酸铝溶液作结合剂,用黏土熟料、高铝熟料、或刚玉作集料、配加塑性耐火黏土和外加剂而调制成的可塑性泥料,称为硫酸铝结合可塑料。硫酸铝结合可塑料的高温性能与磷酸结合的相似,但生产成本较低。因此是较常用的耐火可塑料。硫酸铝【Al2(SiO4)3·18H2O】是固态物质,使用时必须先将其溶解于水中调制成水溶液使用,在常温下固体硫酸铝溶解较慢,可采用热水或用热蒸汽来加速溶解。表17-24为硫酸铝加入量与所配制成的硫酸铝水溶液密度之间的关系。配制可塑料的硫酸铝溶液的密度一般为1.15~1.20g/cm3.

硫酸铝可塑料的配料组成为:耐火集料(骨料和粉料)80%~84%,塑性耐火黏土粉10%~12%,外加剂(主要为体积稳定剂,如蓝晶石)5%~6%。硫酸铝溶液(密度1.15~1.20g/cm3)加入量(外加)为9%~13%。可塑料的粒度组成为:耐火骨料(大于100μm)与耐火粉料(小于100μm)之比为(55:65):(35~45).
此类可塑料的混合与制坯工艺与磷酸结合可塑料相似,制备工艺为..次混练→困料→第二次混练→制坯。..次混练时加入所需硫酸铝溶液的60%一70%,目的在于使集料能很好的被硫酸铝溶液充分润湿。并使耐火集料中的铁能与硫酸根充分反应并释放出H2气,以防止制成坯体后发生膨胀。第二次混练时加入余下的30%~40%硫酸铝溶液,再将泥料机压或挤压制成料坯,并用聚乙烯薄膜密封包装,以防水分蒸发干涸而失去可塑性。典型的硫酸铝结合硅酸铝质可塑料的理化性能见表17-25。

硫酸铝结合可塑料的应用范围与黏土结合可塑料相同,但硫酸铝结合可塑料的力学强度要比黏土结合的高,适用于作要求具有较高结构强度的工业炉内衬,如可作环形加热炉炉底预制块、锻造炉炉衬、竖窑内衬等。
耐火捣打料
采用捣固法施工的半湿状态的耐火混合料称为耐火捣打料。与耐火可塑料不同,此类耐火混合料是一种低塑性或无塑性捣固材料,是依靠强制捣固而形成致密体,再经加热烘烤或焙烧发生硬化而获得一定的结构强度。现在捣固法施工的材料,除可塑料(湿式捣打料)和捣打料(半湿式捣打料)外,还有干式捣打料(不含液体的捣打料),是一种完全无塑性捣打料,见干式捣打料一节。
过去耐火捣打料的材质与品种较多,使用范围较广,但由于捣打施工劳动强度大,施工作业时间长,难以获得均匀的整体衬体,已逐渐被其他施工方法的不定形耐火材料所取代。现在使用这种半湿式状态的捣打料场所不多。目前捣打料的主要品种有:铝一镁质捣打料,高铝(或刚玉)一碳化硅-炭质捣打料,碱性耐火捣打料和馆莫来石质捣打料等。
铝一镁质捣打料
这是一类以氧化铝和氧化镁为主要成分的可捣固成型的半湿式混合料,,是用高铝热料(一级或特级矾土熟料)或刚玉作骨料和粉料,用水玻璃溶液作结合剂调制而成的泥料。捣打料的组成比例为:高铝熟料(或刚玉)骨料和粉料88%~92%,烧结或电熔镁砂粉8%~ 12%,外加水玻璃溶液7%~ 10%。捣打料的粒度组成为:.大粒度10~15 mm,骨料(大于100 μm)和粉料(小于100 μm)之比为(60~65):(35 ~40),而骨料中粗骨料(大于8 mm)与细骨料(小于1 mm)之比为(60~ 70):(30~40)。
 捣打料组成中烧结或电熔镁砂是以细粉形式加入基质中,目的在于使用中MgO与AL2O3能发生原位反应生成铝镁尖晶石(Al2O3·MgO),尖晶石的生成既可补偿捣打料的烧结收缩,又可提高抗高温熔渣的渗透性和侵蚀性。
结合剂应采用高模数水玻璃溶液,因为模数越小,Na2O含量越高,会降低捣打料的高温抗渣性。一般采用模数大于2.6,密度1.2~1.3g/cm3的水玻璃溶液作结合剂。用特级高铝熟料和中档烧结镁砂配制成的铝-镁质捣打料的一般理化性能如下:化学成分:AI2O370%~ 75% ,MgO 6% ~ 10%,烘干后体积密度2.60~2.75 g/cm3,耐压强度45~ 55 MPa, 1400℃ ,3h烧后气孔率22%~ 23%,耐压强度70~ 85 MPa,线变化率- (2.0~0.8)%。
铝-镁质捣打料可用于作钢包整体捣打内衬,感应炉内衬,电炉出钢槽内衬,以及与高温金属溶液和溶渣接触的高温容器等。

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