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SiO2硅微粉加入量對(duì)水泥窯用耐堿澆注料性能的影響
日期:2012-10-12
 

耐堿澆注料采用高硅低鋁耐堿性好的陶瓷顆粒為骨料,在使用過(guò)程中遇到堿氣侵蝕時(shí),高硅低鋁組分與堿氣反應(yīng)生成高粘度液相,附在澆注料表面,形成釉狀保護(hù)層,從而阻止堿的侵蝕,杜絕了“堿裂”現(xiàn)象,其耐堿性能為一級(jí);并且利用現(xiàn)代超微粉技術(shù),顯著提高了其強(qiáng)度;并具有施工流動(dòng)性好、施工簡(jiǎn)便、養(yǎng)護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)良特性。

 

水泥窯的預(yù)熱器系統(tǒng)、預(yù)分解爐、上升煙道和三次風(fēng)管等部位溫度在800~1200℃之間,過(guò)去大都采用普通粘土質(zhì)或高鋁質(zhì)耐火澆注料。由于窯氣中堿的富集,普通粘土磚或高鋁磚在遭受堿侵蝕時(shí),在磚內(nèi)形成白榴石(KAlSiO4)、鉀霞石(KAlSi2O6)等膨脹礦物,使磚面疏松、開(kāi)裂,大大影響了窯的操作.為此,針對(duì)上述不適用定形磚的部位,研制了性能優(yōu)異的耐堿澆注料。

 

耐堿澆注料是以耐火粘土熟料等硅鋁質(zhì)材料為原料,以鋁酸鹽水泥作結(jié)合劑,摻入適當(dāng)外加劑配制成的具有耐堿性的水硬性澆注料.這類耐堿澆注料與堿蒸氣接觸時(shí),表面能形成釉面層,阻止侵蝕繼續(xù)加深.本工作主要研究了SiO2微粉加入量對(duì)耐堿澆注料抗堿性、強(qiáng)度和燒后線變化率的影響。

 

實(shí)驗(yàn)證明:硅微粉的加人量對(duì)澆注料抗折強(qiáng)度和耐壓強(qiáng)度的影響,隨著硅微粉加人量的增大,干燥后試樣的強(qiáng)度均增大,經(jīng)以℃的處理后,澆注料的強(qiáng)度雖然隨硅微粉加人量的變化有所波動(dòng),但均比不加硅微粉的明顯增大。又由圖可知,隨著硅微粉添加量的增大,澆注料的線收縮率也隨之增大。綜合分析,硅微粉的加人量以為最佳。硅微粉加入量太少,不足以提高澆注料的強(qiáng)度,硅微粉加入量太高,容易產(chǎn)生裂紋,影響澆注料的性能。

 

高鋁水泥用量增加時(shí),可提高澆注料的常溫強(qiáng)度,但燒后高溫抗折強(qiáng)度、耐壓強(qiáng)度都有不同程度的降低,燒后線變化明顯增大,主要是由于鋁酸鹽水泥結(jié)合劑的加人,高鋁水泥中的將會(huì)與基質(zhì)中的和反應(yīng)生成低熔物,在高溫時(shí)形成了較多液相以及水泥膠體失水收縮并產(chǎn)生裂紋所致。當(dāng)加人適量的硅微粉后,硅微粉的表面積大,活性較高且硅微粉具有充填和促進(jìn)燒結(jié)作用,而使制品的體積密度增加,顯氣孔率降低,當(dāng)超微粉與適當(dāng)?shù)姆稚┕餐褂脮r(shí),可填充水泥顆粒間隙,否則這些間隙由水來(lái)填充,這樣只需要少量的水,就可使?jié)沧⒘嫌休^好的流變性,并提高耐火澆注料的高溫強(qiáng)度。

 

對(duì)1000℃處理后的試樣進(jìn)行顯微結(jié)構(gòu)分析,圖是顆粒與基質(zhì)相結(jié)合的顯微結(jié)構(gòu),可以清楚地觀察到,顆粒內(nèi)部存在的氣孔不多,晶界不明顯。

 

表明晶間結(jié)合性較好,而圖是試樣燒后〕1000℃的顯微結(jié)構(gòu),基質(zhì)中的骨架結(jié)構(gòu)由粒狀剛玉組成,引人的硅微粉與粘土中的Al2O3反應(yīng)生成莫來(lái)石,莫來(lái)石穿插或填充在剛玉骨架結(jié)構(gòu)的空隙中,起著強(qiáng)化作用。總之,硅微粉含量較高的試樣,莫來(lái)石含量也較高,針狀或柱狀莫來(lái)石穿插進(jìn)入剛玉骨架結(jié)構(gòu),晶體之間的結(jié)合強(qiáng)度較高,起著明顯的強(qiáng)化和韌化作用,有利于提高試樣的高溫力學(xué)性能。(基質(zhì)中形成了大量莫來(lái)石相,少量Al一Si尖晶石,以及無(wú)定形SiO2。在莫來(lái)石發(fā)育過(guò)程中形成了特殊的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。從而有利于提高制品的高溫性能。)


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