不定型耐火材料的原料分為耐火骨料、耐火粉料、結合劑和外加劑。采用不同性質(zhì)的原材料,可配置成不同的性能、使用溫度和適用范圍的不定型耐火材料?,F代的不定型耐火材料,一般系用復合的原材料,充分發(fā)揮其各自的特性,以便獲得優(yōu)質(zhì)佳的理化性能,提高窯爐和熱工設備的使用壽命。為了正確合理地選用其原材料,必須了解各種原材料的性質(zhì)及其技術(shù)要求。
結合劑對耐火材料性能的影響較大,若結合相為低熔點(diǎn)物相,則材料在高溫下的抵抗熱、重負荷和耐侵蝕性能均會(huì )顯著(zhù)降低;反之,若結合相為高熔點(diǎn)晶相,則能改善上述性能。不定形耐火材料主要依靠結合相的作用使其結合為整體,結合相的性質(zhì)在很大程度上對其常溫、中溫和高溫性能起決定性作用。因此,在選擇不定形耐火材料的結合相時(shí),要盡量減少結合相對高溫性能可能帶來(lái)的不利影響。
結合劑是膠結耐火骨料和粉料,并使不定型耐火材料產(chǎn)生強度的材料。其膠結方式分為水和結合、化學(xué)結合、聚合結合和凝聚結合等多種,或者是幾種結合方式的共同作用。結合劑是不定型耐火材料的重要組成部分,其種類(lèi)分為無(wú)機結合劑和有機結合劑兩大類(lèi),而常用的是無(wú)機結合劑。無(wú)機結合劑又可分為水泥類(lèi)和其他類(lèi)結合劑。水泥類(lèi)結合劑有硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥和方鎂石水泥等,主要通過(guò)水泥的水合作用而使不定型耐火材料生產(chǎn)強度,其他類(lèi)結合劑有水玻璃、磷酸、磷酸鹽、硫酸鹽、軟質(zhì)黏土和超微細粉等,主要通過(guò)其化學(xué)、聚合和凝聚等作用,使不定型耐火材料產(chǎn)生強度;有機結合劑主要有亞硫酸鹽紙漿廢液、糊精、淀粉、羧甲基纖維素、硅酸乙酯、焦油瀝青和酚醛樹(shù)脂等,主要通過(guò)其黏著(zhù)結合、聚合或縮合、碳化等作用使其獲得強度。
不定形耐火材料結合劑選用原則首先考慮與材質(zhì)匹配原則。對于同類(lèi)結合劑,由于化學(xué)純度、組成不同,其耐高溫性能也不同。所選用的結合劑不應明顯降低材料的高溫性能,降低材料檔次和牌號。選用水合、凝聚結合劑的化學(xué)組成與主材質(zhì)的盡可能相一致,這樣便可制得所謂“自結合”的澆注料,由此盡可能避免結合劑作為雜質(zhì)而產(chǎn)生低熔點(diǎn)相。由于無(wú)機類(lèi)結合劑多數含有降低耐火材料高溫性能的有害雜質(zhì)(如CaO、Na2O、K2O等),為了提高高溫使用性能,不定形耐火材料的結合方式已由水合結合和化學(xué)結合向凝聚結合的方向發(fā)展。低水泥、超低水泥結合澆注料就是水合結合和凝聚結合的復合,由此大幅度減少了CaO等雜質(zhì)含量。此外,選用結合劑要考慮其與所用原料的潤濕性、黏結性等因素。結合劑應不與其所用的耐火原料發(fā)生激烈的促凝反應。
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