CN1044800C - 无水泥莫来石复合材料浇灌料 - Google Patents

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Abstract

本发明所述及的产品是继低水泥和超低水泥浇灌料之后的又一种新型浇罐料，它以莫来石及适量的锆质材料与铬质材料为主要骨料，其内不含水泥，可明显提高产品的高温性能和耐火性能，进而使所筑结构经得起更加苛酷的使用环境。

Description

无水泥莫来石复合材料浇灌料
本发明涉及一种不定型耐火材料的制作工艺。
传统的浇灌料一般以高铝水泥做为耐火骨料的结合材料，将其与水混练并浇注于模具之中硬化，便可筑造成多种耐火性结构。但以传统浇灌料筑成的耐火产品不适宜于在象与铁水、钢水等直接接触的非常苛酷的环境中使用，这是因为结合材料高铝水泥的耐火度低、耐蚀性和产品的使用性能也较差。近年来，随着细粉与超细粉的出现，本领域内相继开发出了低水泥型(内含水泥量4～7％)和超低水泥型(内含水泥量1～4％)浇灌料，由于它们的致密性较高，故而使由其所筑成结构的耐热性和耐蚀性得以较大提高，并可在苛酷的环境中使用。但低水泥型和超低水泥型浇灌料仍为内部含有水泥的浇灌料，由于水泥中含有结合水，材料需烘烤的时间长，硬化很慢，导致了浇灌料制品的养护期较长，这样也就使得设备的投产周期延长。此外，水泥中的石灰(CaO)成份能与基础浇灌料材料中的主要成份形成低共熔物，这些低共熔物的出现将极大地影响到材料的高温性能和耐火性能，尤其是高温抗折强度，使得以其筑成的耐火结构的使用寿命大为缩短。现有技术还存在的另一个缺陷是：由于材料中的水泥成份在运输和贮存过程中很容易受潮水化而失效，这不但降低了浇灌料的多项使用性能指标，而且也会给用户造成相当的经济损失。
本发明的目的在于开发出一种改进了骨料配比和制作工艺的新型复合材料浇灌料，进而克服前述种种现有技术中所存在的缺陷，使浇灌料的各项使用性能指标得到进一步的提高。
本发明所提供的浇灌料可被认为是继低水泥型和超低水泥型浇灌料之后的又一种新型浇灌料——无水泥莫来石复合材料浇灌料。它以莫来石(3Al2O3·2SiO2)及适量的锆质材料与铬质材料为主要骨料，其内部化学成份(重量)包括
  氧化铝(Al2O3)  63.6～70.5％
  氧化硅(SiO2)    23.0～29.5％
  氧化锆(ZrO2)    5.0～8.0％
  氧化铬(Cr2O3)  0.9～1.0％
  氧化钙(CaO)         ＜0.2％
  氧化钛(TiO2)       ＜0.1％
  氧化铁(Fe2O3)     ＜0.1％及其微量复合稀土。
本发明的一个重要特点就是这种以莫来石等为主要骨料的复合材料浇灌料中不含水泥(在一般铸造行业分类中将CaO含量小于0.2％的浇灌料称之为无水泥浇灌料)，这样产品在脱膜之后便可进行烘烤使用，既不需要通过养护来加强其低温强度，又明显提高了产品的高温性能及耐火性能，使之在贮存和输运的过程中可以不受环境和气候的影响，这样也就延长了产品的使用寿命，提高了产品的经济效益。在浇灌料中掺入微量复合稀土将有助于降低材料和金属液体的润湿性，改善材料的微观结构。
莫来石是Al2O3-SiO2系统中唯一稳定的化合物，它的熔点较高，硬度大，高温蠕变值小，抗化学腐蚀性好，但亦有生成粗大的不均匀的结晶颗粒的倾向，即所谓的不均质性。这种不均质性表现在制成品的显气孔率偏高，偏折现象严重，对于材料的使用性能会有一些不利的影响。解决这类不均质性的基本方法是在所制作的浇灌料中添入一定量的矿物超细粉结合剂及其它微量添加剂。在本发明所述的浇灌料内含有至少12％重量的与骨料化学成份相近的超细粉，超细粉的粒度在0～10A之间。制作时，首先将骨料按配方的要求称量并初步混合，之后再将含有超细粉和分散剂等的用低活性水作为溶剂制成的浆按配方要求的量添加到经初混后的骨料中，进行细混，混合均匀后的料即可投入施工。由于超细粉具有在很低的水分作用下就能充分分散的特性，因此在加入泥料后，超细粉在骨料颗粒表面形成一层薄薄的润滑膜，这样既提高了浇灌料的流动性和填充密度，又降低了泥料水分。又由于水分在使用过程中必须排出，因而也就缩短了此种产品的烘烤周期，提高了烘烤速度，并大幅度降低了显气孔率，从而也提高了材料抗熔渣/液态金属的渗透能力，使浇灌料能够经得起更加苛酷的使用条件。
下表分别列出了低水泥浇灌料、超低水泥浇灌料和无水泥莫来石复合材料浇灌料的理化性能指标，从表中可看出后者的显气孔率、压强度和体积密度均明显优于现有技术产品。
  低水泥   超低水泥  无水泥
显 气 孔 率(％)   17～20   15～17.5  12～15
耐压强度kg/cm2(1450℃×3小时) 462 538 ＞600
体  积  密  度    2.5     2.5  ＞2.6
耐    火    度  ＞1750℃  ＞1750℃ ＞1750℃

Claims (1)

1、一种无水泥莫来石复合材料浇灌料，其特征是以莫来石及适量的锆质材料与铬质材料为主要骨料的浇灌料，该浇灌料的化学成分(重量)包括：
    氧化铝(Al2O3)  63.6～70.5％
    氧化硅(SiO2)    23.0～29.0％
    氧化锆(ZrO2)     5.0～8.0％
    氧化铬(Cr2O3)   0.9～1.0％
    氧化钙(CaO)         ＜0.2％
    氧化钛(TiO2)       ＜0.1％
    氧化铁(Fe2O2)     ＜0.1％及其微量复合稀土，在浇灌料内含有至少12％重量的与骨料化学成份相近的超细粉，超细粉的粒度在0～12之间。
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