磷酸结合高铝质耐火浇注料保存剂的选用.pdf

第45卷第4期2023年8 月经验交流*77777777磷酸结合高铝质耐火浇注料保存剂的选用石雪峰，张全德（淄博天炬耐火材料有限公司，山东淄博2 55311）摘要：采用高铝质耐火材料，工业磷酸作为结合剂，以不加保存剂和分别加草酸、柠檬酸、酒石酸制作试样，进行初凝时间、烘干后强度变化、10 0 0 烧后强度变化、存放期水分变化对比试验。结果表明，磷酸结合高铝质浇注料加入草酸具有保湿性好、施工性能优、凝固时间适宜的特点，对最终材料质量影响较小，适宜加入量0.3%左右。关键词：磷酸；高铝质耐火材料；保存剂中图分类号：TQ175.73山东冶金Shandong Metallurgy文献标识码：BVol.45 No.4August 2023文章编号：10 0 4-46 2 0(2 0 2 3)0 4-0 0 6 5-0 2磷酸浇注料使用前应困料，否则，高铝骨粉料中的铁等金属杂质与磷酸反应释放出氢气而导致材料鼓胀；另一方面,磷酸困料时与材料中的碱性氧化物反应产生部分不溶物，导致存放时间长后材料结块，影响施工性能乃至失效。所以，材料中需加入保存剂以缓解上述反应。1试验方案本研究选用3种常用保存剂做试验。分别是A,草酸(H2C2042H0）,是一种弱酸,在18 9.5或遇浓硫酸会分解生成二氧化碳、一氧化碳和水;B，一水柠檬酸(C.HOHO),无色或白色结晶状颗粒或粉末，17 5以上分解释放出水及二氧化碳；C，酒石酸（C4H.O）,是一种羟酸，化学式为C.H.O,酒石酸在空气中稳定，无毒，2 10 分解。所用保存剂的含量都9 9.5%2 。试验原材料采用高铝质耐火材料，结合剂为工业磷酸。1.1原料主要理化指标高铝质骨料：Al20；含量6 2.6 5%，Fe20含量2.67%。高铝质细粉：Al.0；含量7 1.0 9%,Fe20；含量2.70%。工业磷酸：40%浓度（用8 5%浓度工业磷酸加水调整）。高铝水泥：CA-50，作为促凝剂。1.2试验配方试验配方见表1。1.3试验过程(1)困料。先将各个编号的材料干混均匀，然后加入同等质量的40%浓度的磷酸，湿混均匀，装袋密封，置于室内阴?干燥处存放。困料14d后使用。(2)制样。采用40 mm40mm160mm三联装试模振动台振动成型。（3)养护。出模后的试样收稿日期：2 0 2 3-0 4-2 7作者简介：石雪峰，男，19 7 0 年生，现为淄博天炬耐火材料有限公司助理工程师，从事耐火材料生产工艺技术工作。表1 试验配方%高铝矾土磷酸编号15 0 mm细粉第1遍第2 遍070A-170A-270A-370B-170B-270B-370C-170C-270C-370置于阴?干燥处，自然放置。（4)干燥。试样在110下放置于干燥箱中保持2 4h。（5)烧成。试验电炉中10 0 0 3h。2试验结果2.1初凝时间以不加保存剂、分别加0.3%草酸、柠檬酸、酒石酸的高铝质磷酸浇注料分别制样，对比测试初凝时间，初凝时间分别为2、2.2、6.5、5h，不加外加剂的试样水分失去大、流动性差，加草酸与不加草酸的混合料凝结时间接近,加柠檬酸与酒石酸的混合料凝结时间较长，柠檬酸及酒石酸既发挥了对磷酸盐浇注料的保湿性能，又与作为磷酸盐浇注料促凝剂的高铝水泥作用产生了缓凝作用。较长的初凝时间不利于施工，且易引起物料的颗粒偏析。2.2烘干后强度变化各种试样烘干后强度变化见图1。由图1可知,材料在110 2 4h烘干后,加入草酸的磷酸浇注料烘后耐压强度随着加入量的增加而增加3，加入柠檬酸、酒石酸的磷酸浇注料烘后耐压强度随着加入量增加先降低后增加。2.31 000烧后强度变化各试样10 0 0 烧后强度变化见图2。由图265促凝剂保存剂3013.33013.33013.33013.33013.33013.33013.33013.33013.33013.34.92.62.32.34.64.22.54.03.53.52.52.52.52.52.52.52.52.52.52.50.3A0.7A1.5A0.3B0.7B1.5B0.3C0.7C1.5C2023年8 月50/4030200图1110 x24h烘干后强度变化可知,加人草酸的磷酸浇注料用量增加，烧后强度微变小；加入柠檬酸的磷酸浇注料随用量增加，烧后耐压强度微增加；加人酒石酸的磷酸浇注料随用量增加，烧后耐压强度先降低后微增加，这是由于柠檬酸、酒石酸随加人量增加而保存性能提高，同时作为高铝水泥缓凝剂减缓浇注料的凝结而增加强度。302520150图2 10 0 0 烧后强度变化2.4存放期水分变化各试样12 0 2 h烘后，保存50 d,其水分含量见图3。以不加外加剂0 与加3种外加剂A、B、C山东冶金的料对比看，A、B、C 都有一定的促进高铝质磷酸盐A浇注料保存作用，且随着保存剂用量的增加，保存BC0.30.7外加剂加人量/%0.30.7外加剂加人量/%第45卷效果更为明显。相对看,草酸的保湿效果好。保湿性好则代表施工性能更好。121.5%/鲁业840图3存放期水分变化3结语综上所述，磷酸结合高铝质浇注料加人草酸具有保湿性好、施工性能优、凝固时间适宜的特点，对B最终材料质量影响较小，适宜加入量0.3%左右。.C实际生产过程中，草酸加人量应根据原料的变化情A况随时调整。参考文献：1.51 引张效峰，张军，韦祎，等.三种保存剂对磷酸结合高铝可塑料性能的影响J1.耐火材料,2 0 16,50（4)：30 4-30 6.2韩行禄.不定形耐火材料M.北京：冶金工业出版社，19 9 4.3丁钰，王秉军，刘开琪.草酸对磷酸盐结合可塑料物理性能的影响C/中国金属学会耐火材料分会.2 0 11全国不定形耐火材料学术会议论文集.上海：2 0 11.ABCABCABC00.3外加剂加人量/%0.71.5（上接第6 4页）紧密排列（相切）,其孔隙部分为3个小球中间的区域，见图4。假设制粒小球的直径为R,三角虚线的面积为V3R/4,而空白面积则为V3R/4-TR/8，其孔隙率近似等于两数比值，即9.36%。当该空白区域被某一内切小球占据，内切小球的最大直径r为（2 V3-3)R/6,近似为0.0 8 R,此时其孔隙率达到最小值，该值为8.37%，与未镶嵌小球时降低了0.9 9%。因此，当粗颗粒与小于其直径的0.0 8 倍的细颗粒配加时可明显降低孔隙率。但当粗颗粒与较大颗粒镶嵌(大球镶嵌)时,其孔隙率随着镶嵌颗粒的增大而降低，一般认为，当大颗粒直径是粗颗粒直径的1/2 2/3时达到孔隙率的最小值。因此，当制粒小球以粗颗粒5 8 mm为主且孔隙率较低时，可适当增加-1mm的粒级含量或降低2 4mm粒级含量。在优化配料过程中，制粒小球的行为是影响烧结质量的首要因素，而制粒小球的物理化学性质则通过配料的参数确定，因此，保障配料的稳定是制小球镶嵌图4镶嵌堆积原理粒小球稳定的前提。另外，制粒小球对烧结过程的影响是多方面的,包括自身的因素和潜在的操作因素，这就使得考虑制粒小球行为的同时需要结合现场实际情况，做到参数与操作的有机结合。5结语在生产中，为了优化制粒过程，需要做到如下几点：（1)保证多种原材料的均匀混合，切勿出现严重偏析的现象。（2)要想强化制粒过程，提高黏附粉的比表面积或降低黏附粉的粒径是重要的途径。(3)孔隙率对制粒过程影响较为复杂，需要合理配置不同粒级的产品的比例。大球镶嵌66