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含碳化硅的耐高温耐火浇注料

编辑:保温砖 时间:2021-12-04 浏览:196
2021年 12月 4日 新型干法水泥窑中窑口、喷煤嘴等部位受到强烈高温、热震、侵蚀和磨损的作用,需要使用优质不定形耐火材 料。一般情况下,水泥窑用耐高温浇注料都含有刚玉、莫来石、红柱石、碳化硅这几种矿物

①原料性能。刚玉分烧结刚玉和电熔刚玉。其中,电熔刚玉是将氧化铝或铝矾土在电炉中熔融后冷却得到的产 物。保温材料 电熔刚玉晶粒大、致密度高、气孔少、硬度高。烧结刚玉的晶粒小、气孔多、硬度小,但抗热震性要好些。总体 上说,刚玉的耐高温、耐磨损性很好,但抗热震性欠佳,导热性较大,特别是抗碱侵蚀性很差。

莫来石也分烧结和电熔两种。其中,电熔莫来石的性能更好。总体上说,莫来石具有高温体积稳定性好、热态强 度大、抗蠕变性强的特点,具有中等偏上的耐热震性和较低的导热性。

红柱石是蓝晶石族矿物中的一员。蓝晶石矿物指分子式为Al2O3-SiO2的三种同质异构矿物:蓝晶石、红柱石和 硅线石。这三种晶体的共性是耐火度高,质地纯净,抗侵蚀性好,煅烧过程中转变为莫来石和高二氧化硅含量的物 质,并伴有体积膨胀(蓝晶石为16%?18%,红柱石为3%?5%,硅线石为7%?8%)。

1300?1350℃时,蓝晶石转变成为莫来石和方石英,并伴随+18%的体积变化。由于膨胀过大,蓝晶石的掺量 受到限制。保温厂家 蓝晶石转变产生的膨胀可以用于抵消不定形耐火材料的收缩,产生的莫来石可用于提高浇注料的抗热震 性。但是,蓝晶石转化产生的方石英却不利于抗热震性。

1400℃时,红柱石转化成为莫来石和高硅玻璃相,并伴随+4%的体积变化。由于膨胀较小,有利于提高红柱石 的掺量。红柱石转变产生的膨胀可以用于抵消不定形耐火材料的收缩,产生的莫来石可用于提高浇注料的抗热震性。 不同的是,红柱石转化产生的高硅玻璃相具有极低的热膨胀系数,非常有利于提高浇注料的抗热震性。

1500℃时,硅线石转化成为莫来石;并伴随+8%的体积变化。理论上,硅线石转变产生的膨胀可以用于抵消不定 形耐火材料的收缩,产生的莫来石也有利于提高浇注料的抗热震性。

由此,低中档不定形耐火材料常用蓝晶石作为添加剂;高中档不定形耐火材料常用红柱石作为添加剂;硅线石的转 变温度过高,一般不适合作不定形耐火材料的膨胀剂使用。

碳化硅具有高熔点、高硬度、高导热、低膨胀和可氧化的特性。碳化硅的高硬度被利用来提高耐火材料的耐磨 性。碳化硅的低膨胀和高导热性能被用于提高耐火材料的抗热震性。碳化硅可能产生钝化氧化或形成SiO2釉层的特性 被用来提高耐火材料的抗侵蚀性。

②材料设计。根据水泥窑窑口等处的使用条件,用于此处的耐火材料应该具有良好的耐高温、抗磨损、抗热震、保温浇注料  耐侵蚀和低导热性能。复合以后,各种耐火原料表现出的性能见表2。

从表9-12可知,耐高温性好的原料只有刚玉;耐碱蚀性好的原料只有碳化硅;耐磨损性好的原料有刚玉和碳化硅;抗 热震性好的矿物有碳化硅和红柱石;导热性低的原料有红柱石和莫来石。所以,水泥窑高温带用耐磨浇注料至少应该含 有刚玉、碳化硅两种矿物,以及莫来石和红柱石两者的其中之一。为了获得所需的性能,高温耐磨浇注料可以同时含 有刚玉、碳化硅、红柱石、莫来石四种矿物。红柱石复合抗热震耐磨耐火浇注料的性能见表3。