粘土結(jié)合耐火澆注料是用軟質(zhì)粘土作結(jié)合劑與鋁硅質(zhì)或剛玉莫來(lái)石質(zhì)等耐火骨料、粉料和外加劑配制的可澆注耐火材料。
粘土結(jié)合耐火澆注料按耐火骨料品種分為粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)、剛玉莫來(lái)石質(zhì)和高鋁輕質(zhì)等。根據(jù)其性能特點(diǎn)又分為普通型和高強(qiáng)度型粘土結(jié)合耐火澆注料。
粘土結(jié)合耐火澆注料主要由結(jié)合劑、耐火骨料、粉料和外加劑等組成。選用的結(jié)合粘土因產(chǎn)地不同,其化學(xué)成分、物理和耐火性能也不同。作為耐火澆注料用的粘土結(jié)合劑技術(shù)要求是:Al2O3 29%~35%,F(xiàn)e2O3 <1.8%,R2O<1.1%,燒失10%~14%,耐火度大于1670℃,且具有較寬的燒結(jié)溫度范圍。在礦物組成中,應(yīng)含有少量蒙脫石和云母等物質(zhì),使其具有較好的結(jié)合性能和可塑性。粘土粉細(xì)度小于0.088mm的應(yīng)占60%以上,其用量為7%~13%。
將煅燒合格的硅鋁質(zhì)熟料或剛玉莫來(lái)石經(jīng)破碎或再經(jīng)粉磨制成耐火骨料和粉料。耐火骨料應(yīng)用最多的是粘土熟料和高鋁礬土熟料,最大顆粒尺寸一般為10mm,用量為70%左右。耐火粉料為粘土耐火澆注料重要組成材料,應(yīng)選擇特級(jí)或~級(jí)高鋁礬土熟料進(jìn)行粉磨,有時(shí)也摻加氧化鋁粉或剛玉粉,耐火粉料細(xì)度小于0.088mm的應(yīng)占85%以上,其用量為17%~25%。粘土耐火澆注料理化指標(biāo)如下圖。
外加劑品種較多,根據(jù)粘土結(jié)合劑的特點(diǎn)和施工要求,主要選用分散劑和促硬劑。在粘土膠體分散系中,添加堿金屬離子時(shí)能形成堿離子—粘土。因?yàn)閴A離子的正電性強(qiáng),電位差大,粘土微粒間的斥力亦大,超過(guò)了范德華引力,即粘土的陽(yáng)離子較多,微粒間隔增大,從而促進(jìn)了粘土膠體的解膠,放出自由水,增強(qiáng)了粘土耐火澆注料的流動(dòng)性,有利用于攪拌成型。作為粘土耐火澆注料的促硬劑,~般選用高鋁水泥或純鋁酸鈣水泥,其用量為0.2%~3.0%(外加)。粘土耐火澆注料混合攪拌時(shí),兩種外加劑同時(shí)添加,且要求在成型時(shí)保證有良好的流動(dòng)性,在成型后限定的時(shí)間內(nèi),能使耐火澆注料獲得足夠的強(qiáng)度。因此常選用遲效促硬劑,在拌和成型過(guò)程中不影響分散劑的作用,成型后才逐漸使耐火澆注料發(fā)生凝聚與硬化。鋁酸鈣水泥具有上述特性,又有較高的耐火性能,因?yàn)樵撍嘤鏊蟀l(fā)生水化和水解作用,析出Ca(OH),所需要的時(shí)間足以滿(mǎn)足粘土耐火澆注料的成型時(shí)間要求。同時(shí),形成的活性氧化鋁與料中的二氧化硅作用,在達(dá)到~定溫度時(shí)能發(fā)生二次莫來(lái)石化,也有助于改善粘土澆注料的體積穩(wěn)定性和耐火性能的提高。另外,為了提高粘土耐火澆注料的某些性能,有時(shí)也添加超細(xì)粉和藍(lán)晶石等外加劑。
粘土結(jié)合耐火澆注料與水泥結(jié)合耐火澆注料相比,具有中溫強(qiáng)度高、熱態(tài)強(qiáng)度高、高溫下體積穩(wěn)定性好和耐剝落性強(qiáng)等特點(diǎn)。
根據(jù)爐窯等熱工設(shè)備的使用溫度等條件,合理選擇不同品種的粘土結(jié)合耐火澆注料,也可以與金屬或非金屬錨固件共同使用。在軋鋼加熱爐、均熱爐和燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐等熱工設(shè)備上,可用普通型粘土結(jié)合耐火澆注料作爐襯。其關(guān)鍵部位如燒嘴磚、水冷管包扎、均熱爐爐口和突出帶、混鐵車(chē)脫硫噴槍和回轉(zhuǎn)窯某些部位等,則采用高強(qiáng)度型粘土結(jié)合耐火燒注料。