耐火澆注料配方以及特點

1.不沾料澆注料配方及特點

不沾鋁澆注料以高純莫來石、紅柱石、硅線石為基料的低水泥含量、超微粉結合的新型材料。由于選用高純原料、超微粉結合，此系列材料具有高體積密度、高強度、良好熱震穩定性，通過添加適量的不潤濕劑(如高純氧化鉻、復合鋇鹽、復合鋅鹽等)，能大幅度降低鋁及合金、熔渣對耐火材料的潤濕性，提高了耐火材料對含鹽分、助熔劑等化學成分的鋁液的抗腐蝕性、抗沖刷性、不沾鋁和渣功能，即阻止了鋁及合金、熔渣滲入耐火材料，延長爐襯壽命。非常適用于熔化爐、靜置爐、流槽、鋁包內襯。

不沾鋁耐火澆注料通過在澆注料中加入復合超細粉降低澆注料的氣孔率和氣孔孔徑，使澆注料氣孔率降至１０％以下，防止鋁液的附著和滲透。在鋁熔煉過程中具有不粘鋁，不掛渣，不產生鋁灰的點，大的減少了鋁液與耐火材料的反應，提高鋁合金的質量。

不沾料澆注料的點是強度隨著溫度的升高而遞增；另外澆注料在各種溫度下其體積均很穩定。

2.耐酸澆注料配方及特點

用于配置耐酸耐火澆注料的骨料主要有硅石、鑄石、蠟石、安山巖、輝綠巖等。幾種常用的原材料的耐酸度(重量法測，%)為：鑄石98%，硅石大于97%，粘土熟料92%~97%，蠟石92~96%，安山巖大于94%。選用何種原材料根據使用條件而定。但采用硅石時必須注意石英在加熱時有多晶轉變，在轉變過程中會產生體積變化(膨脹)，因此 好采用廢硅磚料取代部分硅石原料作集料，配置此澆注料的粉料主要采用硅石粉、鑄石粉、瓷器粉、高硅質粘土熟料粉等，其中鑄石粉是采用較多的耐酸粉料。

耐酸澆注料能抵抗800~1200℃酸性介質(硝酸、鹽酸、硫酸、醋酸等)腐蝕的可澆注耐火材料稱耐火耐酸澆注料。它是以水玻璃為結合劑、用酸性或堿酸性耐火材料作為骨料和粉料，加少量的促凝劑配置而成的。但此類澆注料不耐堿、熱磷酸、氫氟酸和高脂肪的腐蝕。配置此類澆注料的原材料來源豐富、價格低廉，故在冶金、化工、石油、輕工等部門熱工設備得到普遍應用。

3.耐磨耐火澆注料配方及特點

耐磨耐火澆注料在水泥熟料燒結體系中主要承受水泥的原料、熟料或者高溫氣體的嚴重磨損。高強耐磨澆注料配方中 常用的碳化硅般被我們稱為金剛砂，大部分都是把電力與二氧化硅和焦炭混合制成的。碳化硅的組成是SiC，而有的因為有雜質從而導致它的顏色也不樣，有綠色、黑色和黃色。

在我們這個行業般都是根據它的顏色來分成兩大類：綠色碳化硅以及黑色碳化硅。它們的含量分別等于94%或大于97%。作為高強耐磨耐火澆注料的主要配方中的碳化硅是種共價鍵化合物，擁有結合力強、熔點高、硬度高、強度高、膨脹率低、導熱系數高、導電率高、化學穩定性好等是耐火材料良好材料。

高強耐磨耐火澆注料也挺好使用的只要在施工現場加上水攪拌下就能用，它的施工和易性很好，用人工抹灰在料倉或者說礦槽表面形成適宜厚度的抗磨層，然后在經過保養就能達到技術要求，這點還是很方便的。這類耐火澆注料的點也很多，如：耐磨性高、抗沖擊性很強、使用的壽命比較長。

4.高鋁耐火澆注料配方及特點

高鋁耐火澆注料用高鋁礬土骨料65-70%，高鋁水泥7-10%，硅灰和氧化鋁粉5-8%，鋁礬土細粉15-24%，減水劑0.2%，依據施工需求再增加些緩凝劑或促凝劑就行了。這個配比不主要，要害是選好各種原料和配，做好原料的搭配運用，使耐火澆注料的綜合性能到達 好才是關鍵，部都不是固定的，原料的質量有好壞之別，水泥有號之分。滿足使用要求，到達預期運用果 主要。

特點：

1.施工用水量低，通常為耐火澆注料分量的6-7%，因而具有高的致密度和低的氣孔率；

2.在高溫下具有良好的體積穩定性，雖為不燒耐火材料，但經干燥和煅燒后，體積收減小；

3.不只具有較高的常溫固化強度，而且經中溫文高溫處理后的強度不發生降低，強度 對值為傳統耐火澆注料的3-5倍；

4.水泥用量低，澆注料中含鈣量僅為傳統耐火澆注料的1/4-1/3。因而，減少了低水泥澆注料中低熔相的數量，從而使高溫功能能顯著改善。

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1、促進供方切實改進耐火材料的質量，提高主溝，鐵溝，渣溝壽命和耐火材料的性價比賽
2、強化耐火材料的現場管理和施工管理，促進雙方設備、工序的改進和技術進步，使供需雙方能夠根據各自

生產的經營需求，共擔風險，共享利益，更好地做好各自的生產與服務。
3、降低采購成本，提高耐火材料的使用效果；
4、簡化采購程序，提高工作效率，避免采購品種不足影響砌筑，或超計劃廠造成壓庫的現象，以節約采購資

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5、降低爐前工作的勞動強度，提高了員工的操作技能；
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優勢:

1）本公司生產的*蓄熱球，比表面積可達到240m2/m3。

2）眾多小球將氣流分割成很小流股，氣流在蓄熱體中流過時形成強烈的紊流，有效的沖破了蓄熱體表面的附面層，又因球徑很小，傳導半徑小、熱阻小、密度高、導熱性好，故可實現蓄熱式燒嘴頻繁且快速換向要求。

3）蓄熱體可利用20~30次/h的換向，高溫煙氣流經蓄熱體床層后內便可將煙氣降至130℃左右排放。

4）高溫煤氣和空氣流經蓄熱體在相同路徑內即可預熱到僅比煙氣溫度低100℃左右，溫度效率高達90%以上。

5）因蓄熱體體積十分小巧，加之小球床的流通能力強，即使積灰后阻力增加也不影響熱換指標。

6）蓄熱球具有*、抗渣性強的特點。

7）蓄熱球的更換、清洗非常方便，并可重復使用。

用途：適用于氣體及非氣體燃料工業爐的蓄熱球燃燒系統選用，特別適用于鋼鐵行業虛熱式加熱爐、蓄熱式鋼包烘烤器、空分行業空氣分離設備蓄熱器、有色金屬行業蓄熱式熔煉爐，也可用在大型鍛造廠蓄熱式臺車爐、蓄熱式電鍋爐、蓄熱式焚化爐等行業做蓄熱載體。

    電爐熔煉的主要優點是：熔池溫度容易調節并能達到較高溫度；理論煙氣量低；熱效率高，可達60％～80％；渣量少，熔煉金屬總回收率高等。

    電爐粉煉的主要缺點是：電能消耗大，加工費和較反射爐熔煉高；爐料含水分一般不超過3％；基建投資略高國。

    我國在銅、鎳、鋅、錫等的冶煉，熔融爐渣的保溫及貧化等方面均使用電爐。這*需要很多耐火材料。

    傳統冶煉鋼包內襯用耐火結構主要分為兩層，即*層和工作層。大多數*層采用高鋁礬土磚砌筑成型或者采用礬土質澆注料澆注成型，這些耐火材料的耐鋼水沖刷性能和抗渣侵蝕性能相對較差。傳統鋼包在使用過程中存在鋼包包殼溫度較高，一般超過300℃，甚至高達350℃以上。鋼廠為滿足澆鋼溫度需求，不得不提高出鋼溫度或者經過LF爐進行溫度補償，浪費了大量的能源、合金，增加了噸鋼成本；冶煉溫度高，鋼包工作層受到沖刷和侵蝕更為嚴重，工作層消耗過快，*層的*性得不到保障，鋼包運行風險增加，鋼包使用壽命降低；鋼包包殼溫度高，易使包殼鋼結構變形，對于包殼的*運行及使用壽命有一定影響。

新技術鋼包保溫節能耐火澆注料使用效果：

一、*性能更高傳統鋼包由于冶煉溫度高，鋼包工作層受到沖刷和侵蝕更嚴重，工作層消耗過快，*層的*性得不到保障。新型鋼包改變了這一缺點，具備一種全新的設計結構，整體具有很高的高溫工作強度、優異的耐鋼水沖刷性能，使得鋼包使用的*系數*提高。

二、保溫性能更好新型鋼包在武鋼集團某鋼廠進行了應用。與傳統鋼包相比，新型鋼包外殼溫度降低達70-100℃，有效地降低了漏鋼風險，且有效降低了鋼廠的能源消耗；新型鋼包與傳統鋼包外殼溫度對比結果見表6。

三、使用壽命更長新型鋼包在武鋼集團某鋼廠鋼包上進行了應用，平均壽命較傳統鋼包提高了約20%。

        氧化鋯耐火材料的原料，除純度、粒度、結晶性能質以外，價格也是很重要的因素。一般是將數微米到數毫米粒度的電熔料和天燃料配合使用，以CaO穩定的電熔化鋯為主。穩定和部分穩定的氧化鋯都可以作為耐火原料，部分穩定的比完全穩定的好，因為它的平均線膨脹系數小，并且耐熱耐熱沖擊性好。

　　爐身是高爐本體的重要組成部分，起著爐料的加熱、還原和造渣作用，耐火磚內襯自始至終承受著煤氣流的沖刷與物料沖擊。但爐身上部和中部溫度較低，無爐渣形成和渣蝕危害。這部位耐火磚主要承受爐料沖擊、爐塵上升的磨損或熱沖擊，或者受到堿、鋅等的侵入，碳的沉積而遭受損壞。

　　高爐爐腰起著上升煤氣流的緩沖作用。爐料在這里已部分還原造渣，透氣性較差，同時渣蝕耐火磚嚴重。另外，爐腰部位的溫度高1400~1600℃，高溫輻射侵蝕嚴重;堿對耐火磚的侵蝕也比較嚴重;含塵的熾熱爐氣上升，對爐襯產生較強的沖刷作用;焦炭等物料產生摩擦;熱風通過時引起溫度急劇變化作用。所以，爐腰也是極易受損的區域，直接影響了高爐壽命。

　　爐腹連接著爐缸和爐腰，一般作上大下小設計也正適應氣體體積增加和爐料變成渣鐵后體積縮小的需要。該部位溫度更高。其下部爐料溫度約在1600~1650℃，氣流溫度也高，并形成大量的中間渣開始滴落。因此，該部位所受的熱輻射、熔渣對耐火磚的侵蝕都很嚴重。另外，堿金屬的侵入和碳的沉積而引起的化學作用，由上而下的熔體和由下而上的熾熱氣流的沖刷作用也加劇。所以該部位的耐火磚也一直是高爐易受損區域。

       在高溫下玻璃相流動性增加，如果玻璃相含量較多，易于濕潤結晶相，穿入晶界，將晶粒保衛，形成一種抗蠕變性薄弱的結構，蠕變對組織結構也很敏感，通常隨著耐火材料中氣孔率的增加．減少了抗蠕變的有效截面積，蠕變率隨之增大。晶粒愈小，蠕變率愈大。多晶的抗蠕變性能低于單晶材料，其原因是晶粒間界比例增大所致。測定耐火澆注料的蠕變的意義在于，研究耐火材樹在高溫下由于應力作用而產生的組織結構的變化，可以用蠕變測
定來檢驗制品的質量和評價生產工藝。此外，測定耐火制品在不同溫度和荷重下的蠕變曲線，可以了解制品發生蠕變的最低溫度，不同溫度下的蠕變速率和高溫應力下的變形特征，確定制品保持彈性狀態的溫度范圍和呈現高溫塑性的溫度范圍等。這在窯爐設計時，預測耐火制品在實際應用中承受負荷的變化，評價制品的使用性能等有著實際意義。
 
       高溫蠕變檢驗裝置是由加熱時能保持一定溫度的加熱爐、加壓機構和變形量指示或記錄機構等組合而成。其原理為一個給定尺寸的試樣，在恒定的壓應力下以一定的升溫速率加熱并達到設定的溫度，記錄試樣在恒定溫度下隨著時間而產生的高度方向上的變形量以及相對于試樣原始高度的變化百分率。荷重軟化溫度高出相應蠕變溫度約220~250攝氏度。澆注料的蠕變率控制在最好不過了。

     我公司有雄厚的技術力量和完整的質量體系，采用吸收國內外新型科研成果，以先進的生產工藝，現代化的企業管理，供應產品，提供佳服務，同時還可提供技術咨詢，施工技術指導。

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　　2、低水泥澆注料的微粉
　　超微粉技術是低水泥澆注料的關鍵技術，其主要作用是優化基質以提高澆注料的性能。

　　超微粉和微粉的主要品種有活性SiO2微粉、α-Al2O3微粉、白剛玉粉、棕剛玉粉、莫來石粉、鎂鋁尖晶石粉等。由于微粉及超微粉的比表面積、表面原子數及表面能等急劇增大，化學反應速率顯著提高，使制品的燒成溫度降低，燒結時間縮短，由于配料的堆積性、吸附性、流變性、熔融性都發生了變化，因此制品的強度、韌性、密度、電性、磁性等均發生變化。低水泥澆注料中所用的微粉主要是α-Al2O3微粉、活性SiO2微粉，以及作為水硬性粘結劑使用的鋁酸鈣水泥(CAC)等，三者構成低水泥澆注料的基質部分，其組成比例的調整影響澆注料的流變性能和使用性能。

　　SiO2超微粉是一種非晶態SiO2，平均直徑約為0.15μm，表面活性好。SiO2超微粉在澆注料中具有多重作用：一是可減少水泥用量約1%；二是減少用水量，從而獲得低用水量、高密度澆注料，并在基質設計合理情況下改善其施工流變性及高溫使用性能；同時還能起到低溫結合作用。但在水系統中SiO2超微粉通常具有負表面電荷，另一方面，α-Al2O3微粉卻顯示出帶正電荷，導致結合系統顆粒間相互吸引，產生絮凝現象，從而增加用水量，這就要求必須采用合適的減水劑改變顆粒荷電狀況，使顆粒相互排斥，降低用水量。

　　α-Al2O3微粉平均粒徑約為1~5μm，一般認為在常溫條件或110℃烘干過程中不發生水化作用，表現出惰性性質，在高技術澆注料中主要用于改善澆注料燒結性能。

　　3、低水泥澆注料的結合劑
　　低水泥澆注料采用的結合劑種類很多，從早期的水玻璃，軟質粘土到目前的樹脂，微粉溶膠等，其結合系統發生了很大的變化，但鋁酸鹽水泥仍然是使用安全，質量穩定，同時也是使用廣泛的結合劑。按照GB202000《鋁酸鹽水泥》規定，鋁酸鈣水泥有CA-50、CA-60、CA-70、CA-80四個品種，其主要礦物組成為鋁酸一鈣(CA)、二鋁酸一鈣(CA2)、七鋁酸十二鈣(C12A7)。

　　鋁酸鈣水泥一般均含有CA、CA2、C12A7，礦物組成不同，水化溫度不同，其水化產物也不同。研究證實：鋁酸鈣水泥水化生成CAH10和C2AH8，二者是一種介穩態水化物,它會轉變為穩定水化物C3AH6。由于這個特性,使鋁酸鹽水泥制作的澆注料,隨著時間的推移和溫度的變化將發生強度下降。但在活性SiO2微粉的作用下，鋁酸鈣水泥的水化過程可以避免生成C2AH8，而直接生成鈣黃長石C2ASH8，提高澆注料的常溫強度。

低水泥澆注料理化指標
　　4、低水泥澆注料的減水劑
　　減水劑是一類加入到干物料中并加水拌合后，能保持低水泥澆注料流動值基本不變時，可顯著降低拌合用水量的化合物，因此又稱為減水劑。減水劑分為無機減水劑和有機減水劑兩大類。無機減水劑主要是電解質類化合物，它溶于水中能解離出陽離子和陰離子團，具有導電性能。用作耐火澆注料的無機減水劑主要有焦磷酸鈉、聚磷酸鈉、多聚磷酸鈉、超聚磷酸鈉、硅酸鈉、碳酸鈉等。耐火澆注料中應用廣泛的是六偏磷酸鈉和三聚磷酸鈉。三聚磷酸鈉，分子量為367.86，性質為白色粉末，無機表面活性物質，對固體微粒有極強的分散力。

　　有機減水劑的分散作用機制有兩種：其一，離子型減水劑是靜電斥力和粒子表面吸附層產生的空間位阻共同起作用，若吸附層薄，靜電斥力起主導作用，若吸附層厚，溶劑化層厚，則以空間位阻為主導作用；其二，非離子型減水劑，是以空間位阻起主導作用。有機減水劑品種多，發展迅速，目前主要類型有：

　　①一代普通減水劑，以亞硫酸鹽法生產紙漿的副產品為原料所提煉的木質素磺酸鹽系普通減水劑，稱為代減水劑，主要是木質素磺酸鹽及其衍生物，常用的有木質素磺酸鈣和木質素磺酸鈉。

　　②二代高效減水劑，主要是聚磺酸鹽類化合物，有萘磺酸鈉甲醛縮合物、多環芳烴磺酸鹽縮合物、三聚氰胺磺酸鹽甲醛縮合物。1962年日本服部健一博士研制成功萘系高效減水劑萘磺酸鹽甲醛縮合物，我國清華大學于20世紀80年代合成了萘磺酸鹽甲醛縮合物NF，從此形成了第二代萘磺酸鹽系高效減水劑，其使用功效明顯優于木質素磺酸鹽系普通減水劑。此類高效減水劑的應用，給混凝土行業帶來變革性變化，它們可用于調配流態化可泵灌混凝土，并可提高混凝土的性能。在我國耐火材料行業，于20世紀80年代開始在耐火澆注料中使用，并取得顯著效果。

　　萘磺酸鹽系減水劑，化學名稱為聚次甲基萘磺酸鈉(鹽)，化學成份為β-萘磺酸鹽甲醛縮合物，分子式C11n-1H(SO3Na)n(n=9~11)，相對分子量2100~2700。由分子結構可知：氨基磺酸鹽系高效減水劑屬于芳香烴環狀結構，線性結構主鏈上有大量磺酸基(-3SO)、氨基(-NH2)、羥基(-OH)等親水性官能團，其中主導官能團是磺酸基(-SO3-)。

　　③第三代高效減水劑：

　　現在，減水劑正向著高效能、低摻量及復合化的方向發展，聚羧酸高效減水劑即為第三代高效減水劑的杰出代表，其根據混凝土的實際性能需要進行減水劑分子結構設計，分子呈梳形結構，主鏈上帶有多個極性較強的活性基團，側鏈上帶有數量占多數的親水性活性基團以及分子鏈較短、數量少的疏水基，使其在混凝土應用中表現出高減水率、高保坍性和體積穩定性的性質。

　　聚羧酸系高效減水劑首先在20世紀80年代末由日本觸媒公司研制成功，90年代正式投入工業化生產，1995年以后，聚羧酸系減水劑大量應用于高層建筑，在日本的使用量超過了萘系減水劑。與其他高效減水劑相比，聚羧酸系減水劑的分子結構主要有以下特點：

　　分子結構呈梳形：聚羧酸系高效減水劑主鏈上帶有較多的活性基團，并且極性較強。這些基團有磺酸基團(-SO3-)、羧酸基團(-COO-)、羥基基團(-OH)、聚氧烷基烯基團(-(CH2CH2O)m-R)等，形成梳形結構。各基團對水泥漿體的作用不相同，如磺酸基的分散性好；羧酸基除有較好的分散性外，還有緩凝效果；羥基不僅具有緩凝作用，還能起到浸透潤濕的作用；聚氧烷基類基團具有保持流動性的作用。

　　側鏈帶有親水性的活性基團，并且鏈較長，通過梳形柔性吸附形態，形成網狀結構，具有較高的立體位阻效應，再加上羧基產生的靜電排斥作用，可表現出較大的立體斥力效應。分子結構自由度相當大，合成時可控制的參數多、高性能化的潛力大。通過控制主鏈的聚合度、側鏈(長度、類型)、官能團(種類、數量及位置)、分子量大小及分布等參數可對其進行分子結構設計，研制出性能優異的高效減水劑。