水泥生產(chǎn)耐火澆注料

1、水泥生產(chǎn)耐火澆注料選用一、粘土結合耐火澆注料 粘土結合耐火澆注料是用軟質(zhì)粘土作結合劑與鋁硅質(zhì)或剛玉莫來石 質(zhì)等耐火骨料、粉料和外加劑配制的可澆注耐火材料。 粘土結合耐火澆注料按耐火骨料品種分為粘土質(zhì)、 高鋁質(zhì)、剛玉莫來 石質(zhì)和高鋁輕質(zhì)等。 根據(jù)其性能特點又分為普通型和高強度型粘土結 合耐火澆注料。粘土結合耐火澆注料主要由結合劑、耐火骨料、粉料 和外加劑等組成。選用的結合粘土因產(chǎn)地不同，其化學成分、物理和 耐火性能也不同。 作為耐火澆注料用的粘土結合劑技術要求是： 耐火 度且具有較寬的燒結溫度范圍。 在礦物組成中， 應含有少量蒙脫石和 云母等物質(zhì)，使其具有較好的結合性能和可塑性。粘土粉細度小于干

2、法水泥生產(chǎn)常用耐火材料選用技術 其用量為將煅燒合格的硅鋁質(zhì)熟料或剛玉莫來石經(jīng)破碎或再經(jīng)粉磨 制成耐火骨料和粉料。耐火骨料應用最多的是粘土熟料和高礬土熟 料，最大顆粒尺寸一般為 $&，用量為!& 左右，耐火粉料為粘土耐火澆注料重要組成材料，應選擇特級或 一級高鋁礬土熟料 進行粉磨，有時也摻加氧化鋁粉或剛玉粉，耐火粉料細度小于 & ( &) 的應占 )* 以 上，其用量為 $! # +* 。外加劑品種較多， 根據(jù)粘土結合劑的特點和施工要求， 主要選用分散 劑和促硬劑。在粘土膠體分散系中， 添加堿金屬離子時能形成堿離子 , 粘土。 因為 堿離子的正電性 強，電位差大，粘土微粒間的斥力亦大，超過了范德

3、華引力，即粘土 的陽離子較多，微粒間 隔增大，從而促進了粘土膠體的解膠，放出自由水，增強了粘土耐火 澆注料的流動性，有利用于攪拌成型。 作為粘土耐火澆注料的促硬劑， 一般選用高鋁水泥 或純鋁酸鈣水泥，其用量為 & ( + # % ( & (外加)。粘土耐火澆注料混合攪拌時，兩 種外加劑同時添加，且 要求在成型時保證有良好的流動性， 在成型后限定的時間內(nèi)， 能使耐 火澆注料獲得足夠的強度。因此常選用遲效促硬劑， 在拌和成型過程中不影響分散劑的 作用，成型的才逐漸使耐火澆注料發(fā)生凝聚與硬化。 鋁酸鈣水泥具有上述特性， 又有較 高的耐火性能，因為該水泥遇水后發(fā)生水化和水解作用，析出 -. (/0 )

4、，所需要的時間 足以滿足粘土耐火澆 注料的成型時間要求同時，形成的活性氧化鋁與料中的二氧化硅作 用，在達到一定溫度時能發(fā)生二次莫來石化， 也有助于改善粘土澆注料的體積穩(wěn)定性和耐 火性能的提高。另外，為了提高粘土耐火澆注料的某些性能， 有時也添加超細粉和藍晶 石等外加劑。粘土結合耐火澆注料與水泥結合耐火澆注料相比，具有中溫強度高、 熱態(tài)強度高、高溫下體積穩(wěn)定性好和耐剝落性強等特點。 常用的粘土結合耐火澆注料 的主要性能見表$& , % , $&) 。表 $& , % , $&) 常用粘土結合耐火澆注料的主要技術性能指標普通型高強度塑使用溫度 1 2 $%*& $3& $3*& $*&45+ /%

5、 1 3+ # * * # 6+ 6& # 66 6+ # !6 體積密度 1 78, % + ( + # + ( % + ( +* # + ( %& + ( %& # + ( 3& + ( %* # + ( 3*常溫耐壓強度 1 9:. + # % + ( * # * ( & 3 # ) + # 3常溫抗折強度 1 9:.$&2， %; & ( % # & ( ! & ( 3 # $ ( & & ( ) # $ ( + $ ( & # $ ( 3 $&2， %; 3 # 6 * # ! ) # $+ ) # $+$3&2， %; ! # ! # $+ $& # $! $& # $+ !6 第

6、十篇干法水泥生產(chǎn)耐火材料選用技術 指標普通型高強度塑熱態(tài)抗折強度加熱線變化 ! 荷重軟化溫度 ! 根據(jù)爐窯等熱工設備的使用溫度等條 件，合理選擇不同品種的粘土結合耐火澆注料， 也可以與金屬或非金 屬錨固件共同使用。 在軋鋼加熱爐、 均熱爐和燒結機點火爐等熱工設 備上，可用普通型粘土結合耐火澆注料作爐襯。 其關鍵部位如燒嘴磚、 水冷管包扎、 均熱爐爐口和突出帶、 混鐵車脫硫噴槍和回轉(zhuǎn)窯某些部 位等，則采用高強度型粘土結合耐火燒注料。二、磷酸鹽結合耐火澆注料 磷酸鹽結合耐火澆注料是以磷酸鹽作結合劑配制的可澆注耐火材料。 常用的磷酸鹽結合劑有磷酸二氫鋁、 磷酸鈉及正磷酸鹽等， 骨料則分 為高鋁質(zhì)、粘

7、土質(zhì)、硅質(zhì)和鎂質(zhì)等。 磷酸鹽結合耐火澆注料的組成與一般耐火澆注料相近。 磷酸鋁、 磷酸 與中性及酸性骨料在常溫條件下只發(fā)生緩慢反應， 為賦予澆注料常溫 硬化性能， 必須使用硬化劑。 硬化劑有活性氫氧化鋁、 滑石、氟化銨、 氧化鎂、堿性氯化鋁、純鋁酸鈣水泥等。 氧化鎂是普遍應用的硬化劑， 促硬效果好，但反應生成的磷酸鎂耐熱性差，致使熱態(tài)強度下降，以氧化鎂作硬化劑其硬化時間隨氣溫不同而變化顯著 磷酸鋁、磷酸與骨料反應，因生成不溶物會導致材料產(chǎn)生時放變化， 即保存一段時間后材料施工性能下降乃至失效。 當以磷酸二氫鋁液體 為結合劑時，極易迅速發(fā)生下述反應，引起時效變化。磷酸鋁、磷酸與骨料以及原料中所含

8、鐵的反應會影響時效變化。 混練 泥料對混練機本身也有腐蝕作用， 將導致設備損壞， 所以材料中必須 加入時效抑制劑及有緩解作用的外加劑。磷酸鹽結合澆注料具有抗熱震性好、 耐壓強度高、抗熔渣侵蝕性能好、 耐沖擊力強等特性。磷酸鹽結合耐火澆注料的技術性能見表第三章干法水泥生產(chǎn)常用耐火材料選用技術 磷酸鹽結合耐火澆注料 的技術性能高鋁質(zhì)（結合劑為磷酸二氫鋁）高鋁質(zhì)（結合劑為磷酸二氫鋁）粘土質(zhì)（結合劑為磷酸二氫鋁）高鋁質(zhì)（結合劑為磷酸) 抗熱震性 * 次:8 水冷, . , . , .磷酸鹽結合耐火澆注料忌用水和蒸汽養(yǎng)護， 干燥溫度較低時易形成吸 濕性化合物焦磷酸 =0 6( )- 存放期間吸附空氣中的

9、水分后，還原成正 磷酸破壞膠結性，喪失強度或軟化，出現(xiàn)“潮解”現(xiàn)象。因此，這種 耐火澆注料須在約 0.8 下干燥，使其形成磷酸鋁或偏磷酸鋁， 其結構 方能穩(wěn)定。 這種澆注料在熱工窯爐上應用始于 ( 世紀. 年代，當時 也稱為磷酸鹽耐火混凝土， 一直廣泛應用于冶金、 機電以及化工等工 業(yè)窯爐。三、水玻璃結合耐火澆注料 水玻璃結合耐火澆注料是以水玻璃作結合劑配制的可澆注耐火材料。 具有強度高，耐磨性、 耐腐蝕性和抗熱震性好等特點， 適用于高溫和有特殊要求的 熱工設備。水玻璃%-: 第十篇干法水泥生產(chǎn)耐火材料選用技術 結合耐火澆注料按骨料品種分為高鋁質(zhì)、粘土質(zhì)、半硅質(zhì)、硅質(zhì)、鎂 質(zhì)和鋁鎂質(zhì)等耐火澆注

10、料。采用水玻璃溶液作結合劑，材料來源廣，但施工時需調(diào)整其溶 液密度。同時。因水 玻璃溶液較粘稠，增加了拌料和振動的時間。 ! 世紀 # 年代后期，出現(xiàn)了速溶性固體水 玻璃，可與耐火骨料和耐火粉料混裝在一起，現(xiàn)場加水進行拌料，使 用方便，也縮短了施工時間。水玻璃又稱泡花堿（或泡化堿） ，是由 堿金屬硅酸鹽組成的， 化學通式為根據(jù)堿金屬氧化物種類分為鈉水玻 璃、鉀水玻璃和鉀鈉水玻璃。 不定形耐火材料中常用的是液體鈉水玻 璃的摩爾比值稱為模數(shù)時稱為堿性水玻璃稱為中性水玻璃。 澆注料中 鈉含量的減少， 可提高其耐火性能， 因此一般選用中性水玻璃溶液作 結合劑。用水玻璃結合劑配制的耐火澆注料，常溫時難以

11、硬化，需緩 慢加熱到左右并保溫一段時間， 才能使膠體凝聚硬化。 當摻加氟硅酸 鈉 等促硬劑后， 無需加熱方能加快硬化過程， 即氟硅酸鈉遇水后發(fā)生水 解，生成的氟化氫與 水玻璃溶液中產(chǎn)生的氫氧化鈉中和而生成氟化鈉， 并使硅膠 &（%） 1不斷析出和凝聚， 從而完成硬化過程，其總的反應式： ! （ *+! % ! & %!）2 *+! & 34 2 ! （! ! 5 / ）! %!4*+3 2 （! ! 2 / ）& （%） 1水玻璃耐火澆注料的一般性能和使用溫度見表 / 5 - 5 / ，該料加 熱到6 7/0 時，由于氟化鈉和氧化鈉的熔融，液相量增多，硅膠作用減弱，因此荷重軟化溫度 較低，熱態(tài)

12、強度也有所下降。當嚴格控制澆注料中的鈉含量，即用高 模數(shù)水玻璃作結合 劑，并盡量減少氟硅酸鈉促硬劑和水玻璃的用量， 則能提高其耐火性 能。水玻璃耐火澆注料的常溫強度高， 加熱過程中強度降低較小， 因此具有較好的高溫 耐磨性能。同時，它具有較好的耐腐蝕性， 即能抵抗除氫氟酸以外的酸介質(zhì)和鈉鹽熔融物 的侵蝕：例如粘土質(zhì)和半硅質(zhì)水玻璃耐火澆注料的耐酸度大于 8-9 ，該料用酸浸泡一段 時間后，其強度降低:9 7 -:9 ，絕對值仍大于 !;?! %- . 16 . 1 ;%6#& %! . 1: . : . 4: , #耐壓強度 A ;+ 常溫/# 7 ! !8 7 1 !6 7 -: 8#8 第三

13、章干法水泥生產(chǎn)常用耐火材料選用技術 指標高鋁質(zhì)粘土質(zhì)半硅質(zhì)鎂質(zhì)!# $ % & ( % $ () % *& (+ % *! &# & % & (, % $! ( % *& $ % $& !# & % & $ % & $ % $ !& % !, 加熱線變化 -.!# ， */ 0 1 * % 0 1 & % 2 1 * 0 1 *荷重軟化溫度 3 # !&$ % !) ! % !($& % !& 4 !(體積密度 3 5 678 * ( 1 (* % ( 1 * ( 1 ! % ( 1 !& ( 1 , % ( 1 !& ( 1 ) % ( 1 )&使用溫度 3 # !$ ! ! !) 在液態(tài)排

14、渣的大型均熱爐上， 用高鋁質(zhì)水玻璃耐火澆注料預制塊作爐 墻工作襯，獲 得較好的使用效果。在煉鋼廠的中、小型鋼包上，采用鋁鎂質(zhì)水玻璃 耐火澆注料澆灌工 作襯，整體性好，使用壽命比粘土質(zhì)或高鋁質(zhì)襯磚的高 ! % $ 倍。在 有色金屬冶金和石 油、化工等部門的熱工設備上，粘土質(zhì)、半硅質(zhì)和鎂質(zhì)水玻璃耐火澆 注料應用較多，其工作襯使用壽命比同材質(zhì)的耐火磚襯提高 ! %( 倍、造紙廠的堿回收爐 有堿性熔融物及堿 蒸氣的侵蝕， 用鎂鉻質(zhì)水玻璃耐火澆注料作工作襯， 其使用壽命與燒成鎂鉻磚襯相近，而 材料成本顯著降低。四、硫酸鋁結合耐火澆注料 硫酸鋁結合耐火澆注料是以硫酸鋁溶液作結合劑配制的可澆注耐火 材料。根

15、據(jù)使用條件不同選用不同品位的骨料與粉料。 使用溫度較低的可采用粘土 骨料及粉料。使用溫度較高的可采用高鋁質(zhì)或剛玉質(zhì)材料作為骨料與 粉料。耐火骨料的用量一般為). % +. ，最大粒徑一般為： , % !&77；耐火粉料用量為 *. % $. 。 常用硫酸鋁溶液密度為! 1 ( % ! 1 *5 3 67*，其加入量為 !(. % !,. 。因硫酸鋁溶液呈酸性，含有一定數(shù)量的硫酸根與亞硫酸根離子， 會與骨料和粉料中的鐵等反應， 放出氫 氣，使?jié)沧⒘习l(fā)生膨脹，因此澆注料在成型前需困料 ($/ 以上。困料前先加入硫酸鋁溶液 總用量的 +. %,. ，困料后再加入余下的硫酸鋁溶液。 硫酸鋁耐火澆注料成

16、型后應在干燥空氣中自然養(yǎng)護，在 &#溫度下養(yǎng) 護 *9 才符合 強度要求。為加快硬化速度，需加入促凝劑。促凝劑一般采用礬土水 泥，其加入量為 (.% $. 。為改善高溫性能，可加入 &. % !. 結合粘土細粉，還可加入膨脹劑等材料以抵 消澆注料的收縮。第十篇干法水泥生產(chǎn)耐火材料選用技術 硫酸鋁結合耐火澆注料的強度隨溫度變化波動較大， 因為在加熱過程 中發(fā)生一系列物理化學變化。 常溫下不加促凝劑凝固緩慢， 加入促凝 劑礬土水泥后會生成硫酸鈣及硫酸鐵、 硫酸鎂等。 它們之間會相互作 用形成長柱狀或針狀交叉生長的新物質(zhì) (硫鋁酸鈣及硫酸鋁鐵等) 沉 淀析晶，促使?jié)沧⒘夏Y與硬化。 但由于生成物不多

17、， 常溫強度較低，在 ! # $% 前熱處理后強度與烘干后的強度相近。在 & # % 時硫酸鋁和硫鋁酸鹽相繼分解，放出 ()* 氣體，使?jié)沧⒘辖Y構疏松， 強度降低。由于硫酸鹽和硫鋁酸鹽分解得到的活性 , 發(fā)生固相反應生 成莫來石等新物質(zhì)并出現(xiàn)液相產(chǎn)生燒結，使強度顯著增加。為克服 %左右結構疏松、強度低的缺點，可適量加入磷酸溶液作為復合結 合劑。在復合結合劑中磷酸相對含量為宜。 硫酸鋁耐火澆注料及硫酸 鋁與磷酸復合結合的耐火澆注料性能見表 + 1 * 1 + 。表+ 1 * 1 + 硫酸鋁耐火澆注料及硫酸鋁與磷酸復合結合的耐火 澆注料性能指標硫酸鋁結合耐火澆注料硫酸鋁復合 結合耐火澆注料結合劑

18、硫酸鋁密度 2 3451 * + 6 * + 6 * 磷酸濃長 2 0 7. 6 !硫酸鋁：磷酸 + 8 + 8 + 加入量2 0 +* 6 * +. 6 !熱處理后耐壓強度 2 9:; +%， .7 +7 6 ! .* 6 +7%， * .= 6 ! !. 6 ! 熱態(tài)耐壓強度（ +.%，+% +* +7+! 硫酸鋁結合澆注料使用溫度隨材質(zhì)不同而異。粘土質(zhì)的使用溫度為+*# +*!%高鋁質(zhì)的為 +*! # +!% ；剛玉質(zhì)的為 +! # +$!% 。粘土質(zhì)及高鋁 質(zhì)的硫酸鋁耐火 澆注料可用于熱處理爐、 加熱爐和均熱爐內(nèi)襯。 剛玉質(zhì)的硫酸鋁耐火 澆注料可用于高溫窯爐內(nèi)襯。五、普通鋁酸鈣水泥結合

19、耐火澆注料普通鋁酸鈣水泥結合耐火澆注料是以普通鋁酸鈣水泥為結合劑配制 的可澆注耐火材料。該澆注料經(jīng)加水拌和、振動澆注成型、養(yǎng)護和烘 烤后即可直接使用。既可以在工 = + 第三章干法水泥生產(chǎn)常用耐火材料選用技術 業(yè)爐上直接澆注成整體內(nèi)襯， 也可制成預制塊砌筑工業(yè)爐內(nèi)襯。 使用 溫度隨所采用的耐火骨料和粉料的耐火性能， 以及水泥的性能不同而 異。普通鋁酸鈣水泥有 ! 類：礬土水泥、鋁 #$ 水泥和低鈣鋁酸鹽 水泥。其性能據(jù)此，澆注料也分 類即礬土水泥耐火澆注料、鋁 水泥 耐火澆注料和低鈣鋁酸鹽水泥耐火澆注料。表 %$ ! %& 普通鋁酸鈣水泥的理化性能類型化學成分 （ 耐壓強度） *+, 凝結時間

20、 -./0& 12& 0! 3,0 %4 &4 54 &64初凝終凝礬土水泥 7 8 5 7! 8 7# ! 8 !7 9# : $ 7& : 7 #$ : $ $ : 7 8 % !6鋁 #$ 水泥9 8 7 7; 8 #% &5 8 !% 9& : $ 7! : $ 7# : $ ! 8 # %#8 &9低鈣水泥 ! 8 9 #7 8 5$ &% 8 &9 7（ ，54 后基本達到極限強度。 礬土水泥澆注料的質(zhì)量取決于所采用的骨料和粉料的質(zhì)量、 骨料的粒 度組成、水泥加入量、用水量和養(yǎng)護溫度。對骨料要求燒結充分、致 密、氣孔率低、雜質(zhì)含量低。骨料的粒度配比要求設計成最緊密堆積。 因此宜采用

21、多級配料，常用的級配為： %7 8 5 為 &$（、5 8 ! 為&7（、! 8 % 為%$（、% 8 $ : $59 為%$（，小于 $ : $59& 0 逐漸轉(zhuǎn)化成 &3,0 12& 0! 6& 0 和 !3,0 12& 0! #& 0 所致。 ;6& 鋁! # 水泥耐火澆注料是以鋁 ! # 水泥為結合劑，與粘 土質(zhì)或高鋁質(zhì)骨料和粉料， 按一定比例配成的可澆注耐火材料。鋁 ! # 水泥的礦物組成以 $%& () &* 為主，約占#+，其余為$%&() &* 和少量 $%&() &*,-&。凝結硬化速度略慢于礬土水泥。水 化過程放出的水化熱也不如礬土水泥集中，一般在 ./ 內(nèi)逐漸放完。 在鋁

22、! # 水泥中，是先依靠$%&() &* 水化，然后由 $%&() &* 水化時放出的水化熱促進 $%& () &* 水化。因此要加快鋁 ! # 水泥的凝結硬化速度， 也可采用蒸汽對鋁 ! # 水泥澆注料進行養(yǎng)護。但蒸汽養(yǎng)護的水化物為 *$%& () &*0 &，這樣養(yǎng)護后的烘干強度雖然不如常溫 下養(yǎng)護后的烘干強度，然而不存在由 $%& () &* 1#0 & 和 $%&() &* 20 & 轉(zhuǎn)化為*$%& () &*0 & 時而造成的強度下降，強度損失小。另一方面， $%&() &*水化時有一定量的鋁膠( () &*%3)生成，形成水化物晶體 ! 凝膠體混合膠結物，可減輕水化物晶 體轉(zhuǎn)化時引

23、起的結構破壞。鋁! # 水泥澆注料的強度發(fā)展速度比礬土水泥澆注科慢，養(yǎng)護 ./ 后 才接近極限強度。一般 ./ 強度為4#56% 左右。加熱后中溫強度下降幅度也要比礬 土水泥澆注料小些。 鋁水泥澆注料配比與礬土水泥澆注料相似。 通常 以鋁礬土作為骨料和粉料。水泥加入量為 1#+ 7 12+。由于鋁 ! # 水 泥中 $%& 含量比礬土水泥低， 其澆注料在高溫下生成的低熔物相要少 些，故使用溫度比同材質(zhì)礬土水泥澆注料要高些。低鈣鋁酸鹽水泥澆注科是以低鈣鋁酸鹽水泥為結合劑，與高鋁熟料、或鋁鉻渣，或剛玉骨料和粉料按一定比例配合而成的可澆注耐火材 料。低鈣鋁酸鹽水泥的 $%& 含量為 1+ 7 8+，

24、主要礦物為 $%&() &*，幾乎不含 $%& () &*。這種耐火澆注料在常溫下 養(yǎng)護時強度增長很慢，養(yǎng)護早期強度低，到后期(約 2/ )才能達到 最高強度，一般養(yǎng)護 1/的強度僅為極限強度的 14+ 7 1.+ ，*/ 為*4+ 7 8#+，./ 為4#+ 7 #+， 1/ 為24+ 79#+，到 2/ 時耐壓強度可達 4# 7 .#56%，因此為加速硬化速度，通常采用2# 7 1#: 水蒸氣養(yǎng)護，以促進 $%&() &*水化，蒸汽養(yǎng)護 1 7 8; 即可達到最高強度。但要比常溫下養(yǎng)護的極限強度低些。 這是因為蒸汽養(yǎng)護生成的水化物為 *$%&() &*0 & 和鋁膠，而不是 $%& ()

25、&*1#0 & 和 $%&() &*20 & 。但經(jīng)熱處理后的強度下降率要比常溫下養(yǎng)護的小些。 低鈣鋁酸鹽水泥澆注料的熱態(tài)強度要比礬土水泥 或鋁! # 水泥澆注料高些。普通鋁酸鈣水泥耐火澆注料的使用溫度取決于所采用的材料的耐火性能。以粘土熟料為骨料和粉料的澆注料，使用溫度為 1*# 7 184#: ，以二三級高鋁熟料為骨料和粉第十篇干法水泥生產(chǎn)耐火材料選用技術料的澆注料，使用溫度為 !# $ !%#&，以一級高鋁熟料為骨料和粉 料的澆注料，使用溫度為!%# $ !%#&。為了提高使用溫度，每種材質(zhì)的澆注料中的基質(zhì) （粉料） 部分還可以用氧化鋁含量更高一級的材料取代。 如粘土質(zhì)澆 注料中的粉料可

26、用二級或一級或特級高鋁熟料粉取代； 而高鋁質(zhì)澆注 料中的粉料可用部分剛玉粉取代。普通鋁酸鈣水泥結合的澆注料應用范圍很廣， 可以根據(jù)使用溫度、 使 用條件差異分別選用不同類型鋁酸鈣水泥作結合劑， 配加不同的致密或輕質(zhì)耐火骨 料和粉料。這類澆注料廣泛用于冶金、石化、機械、建材等工業(yè)部門的各種熱處理爐、 加熱爐、均熱爐、鍋爐、出鐵和出鋼槽、回轉(zhuǎn)窯窯頭和窯尾、石油化工反應器和各種熱風管、 閥門及煙囪的內(nèi)襯六、純鋁酸鈣水泥結合耐火澆注料純鋁酸鈣水泥結合耐火澆注料是用純鋁酸鈣水泥作結合劑， 以高檔耐火原料為骨料和粉料配制成的可澆注耐火材料。 此類澆注料具有較高的耐火度和荷 重軟化溫度，并具有力學強度高、耐

27、磨性好、 體積穩(wěn)定、抗渣性好和抗還原性氣體能力 強等特點，最高使用溫度可達 !# $ !（#& 。 純鋁酸鈣水泥結合澆注料的配比同普通鋁酸鈣水泥澆注料一樣， 只不 過所用的鋁酸鈣水泥純度高，化學成分主要為 ）*+ ,-和./, ，雜質(zhì)含量很少。純鋁酸鈣水泥是用工業(yè)氧 化鋁和純的石灰石或方解石、 或工業(yè)碳酸鈣為原料， 按一定比例混合 磨細后。采用燒結 法或電熔法而合成的。其礦物組成主要是二鋁酸鈣（ ./, +）*+ ,-和少量的一鋁酸鈣（./, ）*+ ,-）。但也有一種電熔純鋁酸鈣水泥，其礦物組成主要是鋁酸一鈣和少 量的六鋁酸十二鈣（ !+./, ）*+ ,-），以及一定量的 !0 ）*+ ,

28、- 摻合料。前者凝結硬化速度正常， 初凝時間為 !1 左右，終凝為 2 $ （1 ；而后者是一種快凝水泥，初凝 為 !% $ -#345 ，終凝在1 之內(nèi)。此種水泥一般需加緩凝劑方可使用。這類澆注料的耐火骨料和粉料通常采用特級礬土熟料、 電熔或燒結剛 玉、合成莫來 石、鎂鋁尖晶石、鉻剛玉、鋁鉻渣等。粒度組成根據(jù)使用條件和澆注 料襯體厚度進行調(diào)整。最大粒度一般為 %33。其骨料顆粒級配為 % $ -33 占 %6 $ %6， - $ !33 占+%6$ -#6 ，小于*33 占+#6 $ +%6。其粉料粒度組成為：小于 # 7 #(33 的大于 8%6，其中小于 # 7 #33 的占-#6 ?？?/p>

29、的組成為耐火骨料占 2#6 $ #6， 耐火粉料占 !%6 $+#6，純鋁酸鈣水泥占 !#6 $ +#6 。加水量(外加)占 (6 $ !#6 ，可摻 加微量減水劑，以減少用水量，改善流動性，提高致密度。 純鋁酸鈣水泥結合澆注料的物理性能隨所用的骨料和粉料的性能不 同而異。如用 8(% 第三章干法水泥生產(chǎn)常用耐火材料選用技術 剛玉骨料和粉料配制成的純鋁酸鈣水泥澆注料，養(yǎng)護 ! 后的耐壓強 度為#$ % &$() ；*$+ ，,#- 加熱后密度為 , . /& %! . *$0 1 23! ，氣孔率為*45 %, $5， 耐壓強度為 &$ %6$() ，線變化率為 $5；*&$+，!- 燒后的密

30、度為 , . /$ % ! . $&01 23! ，氣孔率為 *75 %*/5 。耐壓強度為 6$ % 4$(). 線變化率為 8 $ . &5 。其線變化率為 正的，主要是水泥中的9): 與; 爐 爐蓋襯體等。在機械工業(yè)中，用于各種感應爐內(nèi)襯材料。在石油化工業(yè)中，用作催化裂 化反應器的高溫耐磨襯里等。七、低水泥、超低水泥耐火澆注料 低水泥、超低水泥耐火澆注料是指鋁酸鈣水泥加入量低于 45的可澆注 耐火材料。按美國;? 規(guī)定，低水泥澆注料中要求 9): 含量小于 , . &5，一般 在 * . $5 % , . &5 ，當9): 含量小于 * . $5時稱為超低水泥澆注料。與普通耐火澆注料不同

31、 的是：低水泥、超低 水泥澆注料基質(zhì)中的部分或大部分鋁酸鈣水泥被化學成分與主材質(zhì) 相同或近似的超細 粉取代。同時還加入適量的分散劑 （減水劑）和一定量的遲效促凝劑。 由于用超細粉取代部分鋁酸鈣水泥，因而這種耐火澆注料具有如下優(yōu)點：（* ）澆注料中的 9）: 含量較低，可減少材料中低共熔相的生成，從 而提高了耐火度、高溫強度和抗渣性；（ , ）澆注料的拌和用水量只有普通耐火澆注料的* 1 , % * 1 ! （約在 #5% 65之間），因而氣孔率低、體積密度高； （! ）成型養(yǎng)護后生成的水 泥水化物少，在加熱烘 烤時不存在大量水合鍵破壞所導致的中溫強度下降， 而是隨著熱處理 溫度的提高而逐漸燒結

32、，強度也逐漸提高。 低水泥、超低水泥澆注料的材質(zhì)有粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)、莫來石質(zhì)、剛玉 質(zhì)和含碳與碳化硅質(zhì)等，其配料組成為：耐火骨料、耐火粉料、適量超細粉、適量和 少量鋁酸鈣水泥（作為遲效促凝劑）和微量的分散劑（高效解膠劑） 。一般采用多級配料， 分為& % !33、! %*33、* % $ . ,33 、$ . , % $ . $7#33 、$ . $7# % $ . $#33和小于 *!3 。與同材質(zhì)的普通耐火澆注料相比， 低水泥、 超低水泥耐火澆注料的物理性能更好，其抗渣滲透性和抗渣侵蝕性也好。 典型的粘土質(zhì)、 高鋁質(zhì)和剛玉質(zhì)低水 泥澆注料的理化性能見表*$ A ! A *# 。 /46 第十

33、篇干法水泥生產(chǎn)耐火材料選用技術表! # $ # !%典型的粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)和剛玉質(zhì)低水泥澆注料的理化性能指標粘土質(zhì)高鋁質(zhì)剛玉質(zhì) 化學成分 & ()* +$ %$ , - ./ 0$ 12+* - ! - 34+ 5 ! , 6 5 ! , - 5 ! , - 最高使用溫度 & 7 !- !/- !.-最大顆粒尺寸 & 88 / / /體積密度 & 9:8# $ !7 ，!/; * , $ * , / $ , !7 ， $; * , */ * , -6 * , 06冷態(tài)耐壓強度 & !7 ，!/;!7 ， $; # , $ # , * # 最高使用溫度， $; ? , $ ? , - ? , -拌

34、和需水量 & / , / , - / , / , - % -法國拉法吉( A4B4C9D)公司首先于 * 世紀 . 年代初期研制成功低 水泥耐火澆注料，之后又開發(fā)成功超低水泥耐火澆注料。 6 年代已在世界各國得到推 廣應用。中國也于6 年代中期開發(fā)成功并得到推廣應用?，F(xiàn)已在冶金、石油化工、機 械制造和建材等行業(yè)的工業(yè)窯爐上推廣應用， 取得較好的使用效果和經(jīng)濟效益。 粘土質(zhì)和 高鋁質(zhì)低水泥澆注料可用作加熱爐、均熱爐、 各種熱處理爐和回轉(zhuǎn)窯的內(nèi)襯。莫來石質(zhì) 低水泥澆注料可作各種高溫燒嘴內(nèi)襯、 加熱爐水冷管包扎襯等， 剛玉質(zhì)和含鉻剛玉質(zhì)低 水泥耐火澆注料可作煉鋼電弧爐爐頂三角區(qū)內(nèi)襯、鋼水爐外精煉裝置

35、某些部件的襯體， 如噴射冶金用整體噴槍襯體、 EF 和GF 真空脫氣裝置的浸漬管襯體、工頻感應爐內(nèi)襯、 石油化工催化裂化反應器的高溫耐磨襯里等。 ()* +$ # 123 # 3 質(zhì)低水泥澆注料用作 高爐出鐵溝、化鐵爐出鐵槽、鐵水預處理用整體噴槍等的襯體。 9+ # ()* +$質(zhì)或()* +$ # 9+ ()* +$質(zhì)的低 水泥澆注料用作鋼包和出鋼槽等的內(nèi)襯。八、無水泥耐火澆注料 無水泥耐火澆注料是依靠超細粉或溶膠產(chǎn)生凝聚結合的無水泥可澆 注耐火材料。 06. 第三章干法水泥生產(chǎn)常用耐火材料選用技術 它有別于非水泥耐火澆注料（又稱化學結合澆注料） ，非水泥耐火澆 注料是不用水泥而依 靠加入化

36、學結合劑而產(chǎn)生結合的耐火澆注料。 無水泥耐火澆注料是用 與澆注料主要材 料的化學成分相似的氧化物或合成化合物超細粉或氧化物溶膠作為 結合劑。由于用超細粉或溶膠作結合劑， 雜質(zhì)含量低， 因而不降低澆注料的耐火度和抗 渣侵蝕性，而且在使 用中可以產(chǎn)生自結合，有助于提高高溫結構強度。無水泥澆注料是由耐火骨料和粉料、 氧化物超細粉或溶膠、 微量的解 膠劑（或反絮凝劑）和適量的遲效性硬化劑組成的。 無水泥澆注料主要是靠氧化物超 細粉或溶膠產(chǎn)生凝聚結合，因此，對超細粉和溶膠均有一定的要求。 無水泥澆注料中所用的氧化物超細粉有 !#$、 %&$ #、（）$ # 、*）#$ 等。其中采用較多 的是!#$ 超細

37、粉，它是在金屬硅、硅鐵合金冶煉過程中回收的煙塵，其生成過 程如下：!#$ （ + ）, （ （+）!# （- ）, （# （- ）$!# （- ）, #$ （ - ）!$!#$ （ + ） 這類回收的 !#$ 超細粉平均粒徑為 . / 0!1 ，呈球狀，其表面積很大，且為無定形物質(zhì)，活性很高，因而具有較好的結合強度。 所用溶膠主要有氧化鋁和氧化硅溶膠， 氧化硅溶膠是用水玻璃經(jīng)離子 交換除去 23,離子后制成的， 也有用硅酸乙酯經(jīng)水解后制成的。 制備鋁溶膠的方法 有幾種，最簡單的方法是用金屬鋁與鹽酸或三氯化鋁反應制取。 溶膠的膠粒大小在 . / 4 5 4!1 之間，為膠 體分散體系，體系具有很

38、高的表面自由能，屬熱力學不穩(wěn)定體系，因 此加入凝膠劑（電解 質(zhì)）便可產(chǎn)生凝聚而賦予制品一定的結合強度。九、鋁鎂質(zhì)耐火澆注料鋁鎂質(zhì)耐火澆注料是以 %&$ #和 6-# 為主要成分的可澆注耐火材料。這種澆注料 是堿性耐火澆注料的主要品種之一。 施工時加入適量的水或液態(tài)結合 劑經(jīng)攪拌混合即可制成具有良好流動性的澆注料。 澆注成型后在常溫下凝結， 烘烤后 硬化。鋁鎂質(zhì)耐火澆注料使用的原材料分天然與合成兩種。 天然原料多使用 鋁礬土熟料 作骨料，鎂砂粉與鋁礬土熟料粉作基質(zhì)，結合劑多使用水玻璃。這種 澆注料典型理化指標為：含 %&$ # 4.7 5 8.7 ，6-#97 5 407 ，:;$ # 0- ?

39、 1 ，耐壓強度$0 5 .6A3，烘干線收縮率 . / $07 5 . /07。使用溫度為 40. 5 48.B 。澆注料在使用過程中于 4$. 5 4 .B 下，%&$ #與6-# 反應生成鎂鋁尖晶石( 6-#%&$ #)。以合成原料制成的鋁鎂質(zhì)耐火澆注料化學純度高， 性能較好， 這種澆 注料多是使用工業(yè)氧化鋁或特級鋁礬上與輕燒氧化鎂為原料，經(jīng)研磨、成球、煅燒 等工序預先合成鎂鋁C99 第十篇干法水泥生產(chǎn)耐火材料選用技術 尖晶石，然后以此為原料制成骨料和粉料配制而成， 因此也稱為尖晶 石質(zhì)澆注料。這種澆注料為保持它的優(yōu)良高溫性能， 多使用純鋁酸鈣水泥作結合劑制成 低水泥澆注料。使用合成原料

40、制成的鋁鎂澆注料理化指標為： !# $%& %，()* #+ ,-% & ,$%， ./#* 0- 1 $% 。密度 + 1 - & + 1 * 2 34+，氣孔率 56% & 57%，耐壓強度*- & +$!89 。荷重軟化溫度57- & 57$-: ，烘干線收縮率 - 1 -5% & - 1 -$% 。 鋁鎂質(zhì)耐火澆注料具有優(yōu)良的抗渣蝕性和抗熱震性， 它與一般低水泥 結合的高鋁澆注料相比， 主要特點是抗熔渣滲透性好， 在與熔渣接觸的冶金設備內(nèi) 襯上使用耐侵蝕，抗剝落，粘渣較少， 主要用于構筑鋼包整體內(nèi)襯。這種材料使用壽命較 長，其原因是由于鋁 鎂耐火澆注料中鎂鋁尖晶石的存在，能有效地阻止熔

41、渣對內(nèi)襯的滲 透，內(nèi)襯不形成段帶 結構，故在使用過程中不致產(chǎn)生結構應力導致內(nèi)襯剝落。用鋁鎂耐火澆注料構筑鋼包整體內(nèi)襯時，多采用振動澆注料施工法， 該法優(yōu)點是借助于機械振動力的作用， 增加澆注料的流動性和填充性， 使內(nèi)襯達到良好的致密度和強 度，而且穿漏事故率低，使用安全。 鋁鎂耐火澆注料主要用于構筑鋼包整體內(nèi)襯、 鐵水包內(nèi)襯、 中間包內(nèi) 襯和出鋼槽整體內(nèi)襯。十、堿性耐火澆注料堿性耐火澆注料是以氧化鎂（ !# ）為主要成分的可澆注耐火材料。按材質(zhì)可分為：鎂質(zhì)、鋁鎂質(zhì)、尖晶石質(zhì)、鎂鉻質(zhì)、鎂硅質(zhì)和鎂碳質(zhì) 等堿性澆注料。鎂 質(zhì)（方鎂石）耐火澆注料由電熔鎂砂或燒結鎂砂骨料及細粉配制而成， 采用高鎂水泥結

42、合的鎂質(zhì)耐火澆注料具有純度高、 燒后線變化率小、 荷重軟化溫度高等 優(yōu)點，但隨著熱處理溫度的升高，特別是在 6- & 5*-: 之間由于鎂砂水化生成的氫氧化 鎂脫水而失去膠結 作用，耐火骨料和粉料的結合很疏松，固相反應又很弱，致使耐火澆 注料的強度急劇下降，易發(fā)生疏松、 剝落現(xiàn)象。水玻璃結合的鎂質(zhì)耐火澆注料具有強度 高、抗堿性和鈉鹽熔融物侵蝕能力強等優(yōu)點。但由于使用水玻璃作結合劑而帶入大量 的;9* # （或* # ）和./#*，因而使鎂質(zhì)耐火澆注料的耐火性、荷重軟化溫度等大幅度降低，從 而限制了水玻璃結合澆注料的最高使用溫度。 聚磷酸鹽結合的鎂質(zhì)耐火澆注料具有燒 后強度高，強度隨熱處理溫度升

43、高下降幅度小， 荷重軟化溫度高，抗熱震性較好等優(yōu)點， 但在高溫下（56-: 以上），由于8* #$ 大量揮發(fā)使鎂質(zhì)澆注料強度降低。一般情況下鎂質(zhì)澆注料采用聚磷酸鈉作結合劑的較多。常用的有三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉等。 聚磷酸鹽的聚合程度和8* #$ 的含量對澆注料的強度影響較大。當聚磷酸鹽的平均聚合度為 *6 時 澆注料第三章干法水泥生產(chǎn)常用耐火材料選用技術強度最大；另外， 為了提高鎂質(zhì)耐火澆注料的高溫強度，加入適量含 鈣材料（如碳酸鈣等 ）， 以 便 在 高 溫 下 生 成 結 合 強 度 高 、 高 溫 下 穩(wěn) 定 存 在 的 !# $ #%$# $+ 4) 5 4 66) 第十篇干法水泥生產(chǎn)

44、耐火材料選用技術 理化性能指標體積密度 ! #$% & () ，*+ , - . /(0&() ，&+ , - . *1抗折強度 ! 234 () ，*+ , 50&() ，&+ , (加熱線變化 ! 6 01() ，&+ 7 8 . ( 鎂硅質(zhì)耐火澆注料包括用鎂橄欖石配制的澆注料和用鎂砂和硅石粉 配制的澆注料。用氧化鎂和 9:;- 超細粉配制的耐火澆注料具有施工性能好， 用水量少等特點。 當耐火 澆 注料中加入 -6 的硅粉時，可制得殘余收縮極小的堿性耐火澆注料。隨著9:;-添加量的增加，爐渣對澆注料的侵蝕程度趨向增加， 而爐渣滲透深度趨向減 少。典型鎂硅質(zhì)耐火澆注料理化性能見表 ( % & % / 。 表( % & % / 典型鎂硅質(zhì)耐火澆注料理化性能 理化性能指標 化學成分 ! 6 2; 51 9:;- ( &抗折強度 ! 234 (1) ，-0+ ( &() ，&+ 5 (*() ，&+ 1 /顯氣孔率 ! 6 (1) ，-0+ 5 -() ，&+ * 5*() ，&+ 1 5加熱線變化 ! ) () ，&+ % ( . % ( . & *() ，&+ % ( . & % ( . 1 施工用水量 ! 6 1 . ( * . ( 鎂鉻質(zhì)耐火澆注料由電熔鎂鉻砂或廢鎂鉻磚砂及其細粉配