无水泥结合高铝耐火浇注料的研制.pdf

第剪誊第3 期责娥王藏大学学报(巍然醉学版)V o l。3 7N o。32 0 0 8 年5 月J O U R N A LO FG U I Z H O UU N I V E R S I T YO FT E C H N O L O G YM a y 2 0 0 8文章编号：1 0 0 9-0 1 9 3(2 0 0 8)0 3-0 0 5 0 一0 3无水泥结合高铝耐火浇注料的研制文应财(贵阳监狱化冶所，贵州贵阳5 5 0 0 0 3)摘要：S i O：超细粉作为结合剂，以蠢聚磷酸钠和金属铝粉为添加荆，研究无水泥结合耐火浇注料。实验表明，当S i 0 2 超细粉、童聚磷酸钠、铝粉、加水量的加入量分剐为7、0。2 3、0。S、3 6 8 酵，常温(1 8 一)抗新强度秀5。1 3M p a，对压强度为4。5 5M p a，高瀛(1 4 0 0 2h)抗折强度迭7 4 8 8 棚)a，耐压强度为1 3 1 8M P a，烧后线变化率为0 4 2 4 关键词：S i 0 2 超细粉；晃水泥；添加剂中图分类号：T Q 3 1 6 6文献标识码：A0 前言近几年来，不定型耐火材料发展迅速，使用范围不断扩大。该类耐火材料的特点是生产流程简化，不须成型烧成工序，能耗抵，便于施工，可适应各种复杂炉体结构要求u o j。从目前情况看，铝酸钙水泥是耐火浇注料孛使用最为广泛的一种结合裁，尽管加入量较少，但还是弓l 入有害成分C a O，在高温使用对会形成低熔物丽降低制晶的高温性能。如果用硅灰完全代替水泥作为缕合剂，尉可使C a O 含量降至0 2 以下，需求薰减少，高温强度提高，膨胀小，气孔率降低，改善了材料的高温使用性能”J。本实验主要以S i O：超细粉作为结合剂，以三聚磷酸钠和金属铝粉为添加剂，制备无水泥结合耐火浇注料并研究其性能影响因素。l 试验原材料及制备方法1 1 原料高铝矾土熟料：取自贵阳某耐火材料厂，最大粒度不超过5m m，粗颗粒形状为粒状，粒度级配如下：5 3m m、3 一o 5m l n、0 5-0 0 8 8m n l、o 0 8 8m l n 分别为3 5、3 0、1 0、1 5-2 2 其粗、细熟料颗粒化笔成分觅表1。表l 嵩锅矾土熟料中各娥份的百分含量w t S i O：超细粉：取自贵州铁合金厂，形状为球形，最大粒度不超过5 脚钢纤维和分散剂三聚磷酸钠：取自贵阳耐火材料厂。防暴剂铝粉：市败。重。2 浇注料及试样酶裁备方法将高铝矾土熬料、硅灰及各种添加剂充分混合，然后加入铝粉一起混含均匀，即得到S i O：超细粉结合耐火浇注料。试样是在加水充分混练、振动浇注成型，常温下保持4 8 h 脱模制成，干燥温度1 0 5 5，时间57h。2 试验结果与分析收稿日期：2 0 0 8 一0 3-3 0作者简介：文应财(1 9 7 2 一)，男，炭娴都匀人。工程郯，主要从事无机非愈属材辩研锯与并发 万方数据第3 襄文应舫：免拳花结合高铅对火浇注赣霹研割5 12 1 硅灰加入量对于燥强度的影响在加水量4、三聚磷酸钠和韬粉分刚为4、0 2 3、0 8 的情况下，改变硅灰加入量，分剃得剜相应的干燥强度，结果见表2 裹：硅灰纛对干纛强度的彰螭续袭2从表2 中数据可以看出，随着硅灰加入量增多，强度璺逐渐上升趋势，但不是线性关系，当硅获船入豢达7 时，干燥强度达最高俊。超过7 后，耐压呈下降趋势，抗折则在7 一8 5 的范暖丙基本相同，在8 5 后开始下降。可见，一定量的三聚磷酸钠不能使过多的硅灰颗粒带正电，从丽导致硅灰颗粒相互吸引团结。硅灰不能均匀分布予料中丽使浇注辩的强度下降。2 2 三聚磷酸钠加入量对混练水量及干燥强度的影响在硅灰和铝粉分剃为7 和0 8 的情提下，改变三聚磷酸铺的懿入麓，分嬲得蓟浇注料酶滋练永爨及干燥强度，结果见液3 囊3 三聚磷酸钠霹溅练承羹爱子漂溅凌懿影响从表3 中数据可以看娃5，随三聚磷酸钠加入量增多，溅练水景呈下降趋势，这是由于童聚磷酸钠加入后，能有效地降低了硅灰形成的溶胶的粘度，从而改善了材料的流变特性，减少了成型时的混练水量。在0 2 5 处达到最低后略有网升，基本保持不变，这是由于保证材料基本湿润的水爨为一定量的缘故旧j。放表3 中数据也可看出，随三聚磷酸钠加入量增多，千澡强度量上舞趋势。爨趣入爨为0。2 3 对，抗折强度和耐压强度达到最高值。这是由于硅灰颗粒太细，容易团结，加入兰聚磷酸钠后离懈出N a+，使s 卜O H 基表面带正电菰相互撵蓐达到分散的效果。如果加入誊过少，尉使部分S i 0：颗粒带正电纛部分仍然带负电，它们相互吸弓I 仍会团结。加入量过多，则N a+浓度过高，压缩S i O 一胶粒的扩散层使考电位降低，到达等电态麓使硅灰霞结聚合藤无法筠匀分布于辩孛，致使浇注料强度下降。2 3 三聚磷酸钠加入量对浇注料煅烧后性能影响当硅灰为7，三聚磷酸钠分别为0 2 1 9。2 3 为7 时褥到浇注瓣，将浇注料子1 4 0 0 煅烧，保瀑2h 后，测定其性能，结果见表4 寰4 浇涟辩烧蕨麴理性翡从以上数据可以看出，烧后强度比常温强度摄高很多，主要是因为生成奠来石晶褥的缘酸，黼晶体积略有膨胀。万方数据5 2贵州工业大学学报(自然科学版)2 0 0 8 年2。4 锯纤维嬲入量对强度的影酶在硅灰和镪粉努裂为7 秘0。s 稻瓣情况下，努裂在兰聚磷酸镳蠹0。2 1、0。2 3 嚣个赢改交察纤维麴加入量，分别得到相应的干燥强度，结果见表5、6 表5 三聚磷酸钠掺入量为0 2 1 时钢纤维量与干燥戳艘的关系跌以上数据露戳看出，搬入锯纤维后，浇注料缒强度褥爨提高，翼莛虽箍著楚入量的增多 l i 增强，这是电子锈绎缝巽有延性帮舞牲，熬入艨麓把浇注料拉往西联成一体，挺离了浇注辩翁裙对耘性帮受载麓秀，改善了它的抗热震性熊，提高了浇注料的开裂和抗断裂能力，使浇注料的强度明显掇高口】。但是，成型时搅拌不均匀，使钢纤维不能呈无方向的均匀分布，致使强度出现跳跃，德干燥强度是否与钢纤维的掺入摄呈线性关系，还有待于进一步研究。2 5 囊入镳绿维浇注辩薛烧露性璧在硅灰和镪粉分剃为7、。8 酌情凝下，三聚磷酸钠为0 2 1、o。2 3，钢纤维加入嚣力0。5、l。5 鲐下迸行浇注料的制备，并将浇滋料在1 1 0 0 下煅烧，保温2h 后，测定其性能，结果见表7、8 表7 三聚磷酸钠为0 2 1 时钢纤维掺入熏对浇洼料性能的影响3 结论寰S 兰聚臻爱链隽0 豁褥辩镶终雏渗入羹对浇洼耨蠖黪酶彩晌通过在本实验条件下进符试验研究，茸褥裂以下结论：l。S i 0 2 怒缨粉爵竣完全取代求嚣终蠹浇洼辩结合裁，使浇注料露嵩滋使蓐茬能褥蔓l 箍蠢，嚣承董减少，e a o 有害成份减少，浇注料的教密度和强度均获提高。2 当硅灰加入量达到7 时，浇注料的干燥强度和烧后强度达到最佳值。3 三聚磷酸钠作为分散荆加入可以有效她减少成型的混练水量，促进硅灰的均匀分带。当搬大量达瓣0 2 3 酵，获褥簸褰手燥强度。毒。魏入逶慧盼锈纤维可攥离浇注瓣翡强度，珑着镶野维鸯鞲入量鹩增鲡，浇注料鹩强瘦褥翔提高。(下转5 6 页)万方数据5 6贵州工业大学学报(自然科学版)2 0 0 8 年参考文献：1 日本积水化成品工业株式会社室温电阻率小，耐压高的P T C 材料 P 日本专利：J P 9 3-2 9 1 0 3 2 周东祥龚树萍F r C 材料积应用 M 武汉：华中理工大学出版社 3 莫以豪，等半导体陶瓷及敏感元件 M 上海：上海科技大学出版社，1 9 9 3 4 日本宏业株式会社室温电阻率小，高耐压P T C 材料的制造方法 P 日本专利：J P 9 2 1 8 8 6 0 2 5 张金升，王美婷，许风秀编著先进陶瓷理论导读 M 北京：化学工业出版社，2 0 0 6 R e s e a r c ho nC P T C：M a n yD o n o rD o p i n ga n dO n c eS o l i dP h a s eS y n t h e s i sW A N GX u e j i e，Y A N GH o n g p i n g(C h i n aZ h e n h u aG r o u pH o n g y n nD e v i c e sF a c t o r y，G u i y a n g5 5 0 0 0 3，C h i n a)A b s t r a c t：T h eC P T Cc h a r a c t e r i s t i c so ft h el o wr e s i s t i v i t yB a r i u mT i t a n a t e，h i g hl i f td r a gr a t i oa n db i g g e rP T Cd o m i n oo f f e c tw e r es t u d i e du s i n gB T i 0 3p u l v e m u sa n dt h em e t h o dt h a tm a n yd o n o ry 3+、N b 5+e t cd o-p i n gt oa c c e p t o rt or e p a i r，a n dc o n t r o H i n gp r i l l i n ga n dt h em o u l dp r e s s u r e，a n ds o l i dp h a s es y n t h e s i so n c e K e yw o r d s：m a n yd o n o rd o p i n g；s o l i dp h a s es y n t h e s i so n c e；t h em o u l dp r e s s u r e(上接5 2 页)参考文献：1 佟岩超低水泥和元水泥浇注料的抗热性及热机械性 J 国外耐火材料，2 0 0 4，(4)：4 2 4 6 2 桂明玺浇注型浇注料 J 国外耐火材料，2 0 0 0，(1)：2 8 3 4 3 李晓明，黄德信，周青S i O：微粉的低温结合机理 J 耐火材料，1 9 9 4，(2)：8 3-8 6 4 李晓明S i 0 2 超细粉种类对浇注料性能影响的研究 J 工业炉，1 9 9 4，(1)：6 1 0 5 杨强微粉在冶金耐火材料中的应用开发 J 冶金标准化与质量，2 0 0 3，(2)：3 7-3 9 S t u d yo nt h eN oC e m e n tH i g h-。a l u m i n aR e f r a c t o r yC a s t a b l eW E NY i n g c a i(C h e m i c a lE n g i n e e r i n gA n dM e t a l l u r g yR e s e a r c hI n s t i t u t eo fG u iY a n gj a i l，G u i y a n g5 5 0 0 0 3，C h i 越)A b s t r a c t：U s i n gu l t r a l i n es i l i c a 鹊c o m b i n i n ga g e n t a l u m i n ap o w d e ra n ds o d i u mt r i p d y p h o s p h a t ea Sa d d i t-v e s，t h en oc e m e n th i g h a l u m i n ar e f r a c t o r yc a s t a b l ew a ss t u d i e d W h e nu t r a f m es i l i c ai s7p e r，s o d i u mt r i p d y p h o s p h a t ei s0 2 1p e ra n dw a t e ri s3 6 8，t h er o o mt e m p e r a t u r eb r e a k r e s i s t a n ti s5 1 3M P aa n dp r e s s u r e r e s i s t a n ti s4 1 5 1 5 M P a A f t e rc a l c i n a t i o n(1 4 0 0 2h)，t h eb r e a k r e s i s t a n ti s7 4 8 8M P aa n dp r e s s u r e r e s i s t a n ti s1 3 1 8M P a，t h el i n e a re x c h a n g ei s0 4 2 4p e r K e yw o r d s：u l t r a f i n es i l i c a；n oc e m e n t；a d d i t i v e s 万方数据无水泥结合高铝耐火浇注料的研制无水泥结合高铝耐火浇注料的研制作者：文应财，WEN Ying-cai作者单位：贵阳监狱化冶所,贵州贵阳,550003刊名：贵州工业大学学报（自然科学版）英文刊名：JOURNAL OF GUIZHOU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY年，卷(期)：2008,37(3)参考文献(5条)参考文献(5条)1.佟岩 超低水泥和元水泥浇注料的抗热性及热机械性期刊论文-国外耐火材料 2004(04)2.桂明玺 浇注型浇注料 2000(01)3.李晓明;黄德信;周青 SiO2微粉的低温结合机理 1994(02)4.李晓明 SiO2超细粉种类对浇注料性能影响的研究 1994(01)5.杨强 微粉在冶金耐火材料中的应用开发期刊论文-冶金标准化与质量 2003(02)本文读者也读过(10条)本文读者也读过(10条)1.单玉香.朱伶俐.邵先磊.Shan Yuxiang.Zhu Lingli.Shao Xianlei 蓝晶石对低水泥耐火浇注料性能的影响期刊论文-中国非金属矿工业导刊2008(2)2.章荣会.刘贯重.刘琳静.吴海川.唐明珠 硅酸盐水泥结合耐火浇注料的研究会议论文-20093.赵海君.严云.胡志华.Zhao Haijun.Yan Yun.Hu Zhihua 超低水泥高铝质不定形耐火浇注料的研究期刊论文-水泥工程2007(5)4.马爱琼.刘民生.蒋明学.王臻.高云琴 影响新拌高铝浇注料浆体触变性的因素期刊论文-耐火材料2003,37(2)5.佟岩.徐庆斌 超低水泥和无水泥浇注料的抗热性及热机械性期刊论文-国外耐火材料2004,29(4)6.彭学峰.帅平.蔡振国 磷酸盐结合高铝矾土质耐火浇注料的研制期刊论文-江苏冶金2006,34(5)7.关世文.王晓阳 高铝耐火浇注料用高岭土、偏高岭土及硅微粉填料期刊论文-国外耐火材料2003,28(2)8.张欣.申少华.刘俊成.曹国娥 粘土结合耐火浇注料的研制期刊论文-耐火材料2004,38(1)9.李志刚.叶方保.LI Zhi-gang.YE Fang-bao 氧化铬对无水泥刚玉浇注料矿相、显微结构和强度的影响期刊论文-硅酸盐通报2008,27(1)10.曹宁.夏文胜.CAO Ning.XIA Wensheng 耐火浇注料单位体积用量与体积密度的差异期刊论文-江西冶金2009,29(3)本文链接：