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影響耐火澆注料性能的因素有哪些?在冶金、水泥、玻璃、化工等領域,澆注料展現(xiàn)出廣泛的應用前景。因此,研發(fā)高性能的澆注料顯得尤為重要。鎂鋁耐火澆注料,作為一種具有優(yōu)良高溫性能和抗侵蝕性能的材料,經(jīng)常被用于鋼包、RH精煉爐、水泥窯和玻璃窯中。其獨特的結構使其能夠在不損壞自身的前提下,有效地固溶鋼渣中的有害元素如Fe、Mn等。當使用活性氧化鋁和鎂砂作為原料時,其水化過程能相互促進,形成具有微孔的結構。這種結構在高溫下能夠消除因尖晶石生成等原因產生的膨脹,進一步優(yōu)化了體積穩(wěn)定性。需要注意的是,原料的粒徑分布、形貌和性質都會對澆注料的漿料、坯體以及燒后性能產生巨大的影響。澆注料,可以被理解為一種由細小顆粒組成的基質包裹大顆粒骨料組成的復合材料。在澆注過程中,為了便于操作,澆注料需要展現(xiàn)出優(yōu)良的流動性以及觸變性等作業(yè)性能。而當進行養(yǎng)護和煅燒后,澆注料則需要滿足使用環(huán)境的要求,通常需要具備低氣孔率和高度強度。 澆注料性能的影響因素主要有以下兩個方面 1.使用條件及加水量 對于大多數(shù)澆注料來說,在將干粉混合之后,都需要加入水使其具備流動性以確?梢赃M行澆注和現(xiàn)場成型。澆注料在加熱之前的強度主要依賴于復雜的水化脫水過程,因此水是結合劑產生強度的必要因素,也是澆注料的重要載體。澆注料往往由多種復雜的組分構成,這決定了其具有十分復雜的顯微結構。最終的物理和化學性質與使用環(huán)境和溫度緊密相關。水的加入量可以改變澆注料的施工性能、流變性能以及燒后的機械性能。加水量過少會造成結合劑不能完全水化,漿料的流動性較差;而加水量過多會導致澆注料的粘度過低,造成骨料的偏析和嚴重的分層現(xiàn)象,最終導致內部結構不均勻。過量水分在烘烤和燒制后,隨著自由水的蒸發(fā)和結合水的脫離,會在澆注料內部形成大量氣孔,削弱其強度和抗渣侵蝕的能力。因此,在澆注料能夠滿足作業(yè)要求的前提下,加水量應盡量少,以避免升溫過程中出現(xiàn)爆炸以及產生過多的氣孔。 2.原料和顆粒級配 在澆注料中加入的水通常都填充在顆粒間的空隙中。為了降低水在澆注料中的使用量,同時保證其流動性滿足作業(yè)要求,可以利用基質中的細粉來包裹大顆粒骨料,增加粗顆粒之間的距離,起到潤滑的作用,并改變顆粒的堆積密度。這樣不僅可以改善澆注料的流動性,也可以防止偏析現(xiàn)象的發(fā)生。在加入水后,要保證能進行均勻的混合,就需要克服細粉之間的范德華力和毛細作用力。這關系著澆注料在使用時的施工性能,也就是說,澆注料的作業(yè)性能基本上取決于其干粉的顆粒級配。而粒度比較大的骨料雖然不能像細粉那樣起到潤滑作用、優(yōu)化澆注料的流動性,但其成本較低,并且能夠提高燒后澆注料的機械性能,并降低較高溫度下的線膨脹。骨料的存在也為內部水分的蒸發(fā)提供了通道,避免在加熱升溫過程中制品的開裂和損壞。 為了探究通過顆粒級配來推測施工時漿料的流動性以及燒結后的機械強度等性能,研究者們構建了許多數(shù)學模型,并從中發(fā)現(xiàn),與加水量相比,基質粉末的比表面積對澆注料的性能的影響占主導地位。在粗粒級的澆注料中,燒結過程中更易由于粗細顆粒間的收縮不匹配而產生微裂紋。這種微裂紋產生的方式是澆注料中產生微裂紋的主導方式。將中粒級的顆粒替換為粗顆粒和細顆粒會產生更多的微裂紋。此外,水泥的加入量和粒度對澆注料性能也有很大的關系。近年來,低水泥澆注料(LCC)和無水泥澆注料一直是研究的熱點內容。對于水泥而言,較低的粒度也更有利于最終制備出的澆注料的使用性能。 |