• 莫来石连合刚玉和碳化硅质浇注料的功能

    回收碳化硅

      莫来石结合耐火浇注料用的结合剂是复合结合剂,主要有α- Al2O3和SiO2超微粉、软 质黏土和水合氧化铝等。低温下起结合作用的是超微粉和水合氧化铝,中高温时是Al2O3与SiO2反应形成莫来石而起结合作用,故称莫来石结合耐火浇注料。

      众所周知,在不定形耐火材料中利用二次莫来石化,改善和提高其性能,是最常用的技术手段。耐火可塑料、黏土结合和微膨胀耐火浇注料,均是利用Al2O3和SiO2的自反应、自烧结和自膨胀的理念制造的,所以在1400℃以下的工业炉中使用,获得良好效果。

      刚玉和碳化硅是配制高性能耐火浇注料的高纯耐火原料,用铝酸盐水泥作结合剂时, 带进有害杂质,降低其使用性能。目前,普遍采用复合结合剂配制刚玉和碳化硅质耐火浇注料,即莫来石结合刚玉和碳化硅质耐火浇注料,其性能见表1。编号1和编号2 用Al2O3为98%的刚玉作耐火骨料,粒径为8 ~ 1mm,用量为550。SiC 98%的碳化硅作细骨料,粒径为2 ~ 1mm,用量为100。耐火粉料为合成莫来石粉、α-Al2O3和SiO2超微粉, 其用量编号1分别为15%、14%和6%,编号2分别为10%、17.5%和7.5%,编号3用SiO2 97%的碳化硅作耐火骨料,用量为65%。采用SiC 99%的碳化硅作耐火粉料,用量为10%。用Al2O3 91%的β - Al2O3、α-Al2O3和SiO2超微粉作结合剂和粉料,其用量为25%。耐火骨料与耐火粉料之质量比为65:35。应当指出,在配合比设计时,基质中的物料应保证最大限度的形成莫来石高温结合相,并能获得良好的作业性、组织结构和抗热震性。 同时,应添加分散剂和防氧化剂。

      从表1中看出,莫来石结合刚玉碳化硅质耐火浇注料烘干强度较低,中高温强度很高,高温抗折强度也比较高,残余强度保持率为44.9%和62.5%。说明该料性能优良。在中高温时,次生莫来石将难以烧结的刚玉和SiC骨料紧密地结合在一起,形成优良的组织结构,所以强度大、体积稳定性好和抗热震性高;莫来石结合碳化硅质耐火浇注料强度大,抗热震性非常好,1100℃加热、风冷5次后的残余强度保持率为83.8%。

      图1为uf-SiO2用量与刚玉SiC质浇注料强度的关系。从图中看出,随着uf-SiO2用量的增加,强度不断提高。但烘干强度较低,为保证顺利拆模,uf-SiO2用量应≥6%,且中高温烧后强度也是好的。

      图2为β-Al2O3用量与莫来石结合SiC质浇注料强度的关系。从图中看出, 随着β-Al2O3用量的增加,浇注料强度不断增加。即或β-Al2O3用量较少,烘干耐压强度 也可达到30MPa左右。这就是说,在莫来石结合刚玉碳化硅质耐火浇注料中,添加适量的β-Al2O3并代替其中的α-Al2O3超微粉是有益的,可提高其烘干强度。在耐火浇注料中,水含氧化铝是结合剂,用量多,凝结硬化时间缩短,来不及施工。同时,β-Al2O3水化后的产物多,也影响烘烤。其最佳用量,应根据实验确定。

      在莫来石结合刚玉SiC质和SiC硅质耐火浇注料中,uf-SiO2和α-Al2O3超微粉的合理配比使用,在基质中能形成网状的莫来石结合相,可改善和提高浇注料的中高温强度及抗热震性。国内外实验证明,α-Al2O3和SiO2超微粉的质量比为2.5左右时,有利于中高温下 形成莫来石。应当指出,在含SiC耐火浇注料中,因SiC长期使用会氧化而形成SiO2,故m (Al2O3)/m(SiO2)应大些,以便提供充足的处Al2O3与SiO2反应形成莫来石,这样也可阻止 SiC的继续氧化。

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    2019-11-26 07:49