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无水泥刚玉耐火浇注料

无水泥刚玉耐火浇注料的制造技术与全铝耐火浇注料的制造技术 基本相同，但前者的结合剂除了可用活 性氧化铝（α-AI2O3 超微粉） 或者水合氧化铝（ρ-AI2O3）等之外，还可使用uf-SiO2、活 性AI2O3 等作为结合剂。

以活 性氧化铝（α-AI2O3超微粉）作为结合剂的无水泥刚玉耐火浇注料的缺点是需要较长的时间才能硬化（在环境温度下，完全硬化的时间长达48h,图3-3）。不过，这可以通过添加促凝剂（CAC 等）得到解决。例如，由图3-3估计，添加少量（约百分之0.5） CAC 时即可明显地缩短无水泥刚玉耐火浇注料在环境温度下的硬化时间， 而且干燥后的线变化不会受到明显的影响，干燥后以及烧成后的体积密度也不会受到影响，但却会导致材料的显气孔率升髙，常温抗折强度下降。

为了克服活 性氧化铝（α-AI2O3）结合无水泥刚玉耐火浇注料所存在的上述缺点，通常是釆用提高环境温度来加速其硬化（参见图 3-3）。该工艺的优点是可以使材料获得开口气孔率较小、抗折强度更高和使用性能更好的无水泥刚玉耐火浇注料构件或者整体衬体。

 使用uf-SiO2或者uf-SiO2-α-Al2O3等作为结合剂（含有高 效分散剂和减水剂）的无水泥刚玉耐火浇注料，也可以克服活 性氧化铝 （包括α-Al2O3）结合无水泥刚玉耐火浇注料所存在的上述缺点。这类耐火浇注料的硬化机理：是由于uf-SiO2颗粒上有-OH基存在，即有氢结合，有可能导致絮凝的发生。然而，这种氢键结合的能力较弱，稍加剪切力，就会再分散，黏度也随之降低；当解除剪切力后, uf-SiO2之间又形成了凝聚，而水分子固定在SiO2凝聚体的三维网状结构的空间，黏度又增加了。这就说明，uf-SiO2具有良好的触变性和一定的凝聚性。因而，使用uf-SiO2或者uf-SiO2-α-Al2O3等作为结合剂（含有高 效分散剂和减水剂）的无水泥刚玉耐火浇注料，其流变性能和施工性能较佳，而且硬化和干燥都不成问题。

无水泥刚玉耐火浇注料在加热过程中，uf-SiO2-a-Al2O3约从 1100℃开始反应生成莫来石基质。因此，使用uf-SiO2或者uf-SiO2-α-Al2O3等作为结合剂（含有高 效分散剂和减水剂）的无水泥刚玉耐火浇注料，属于高纯莫来石-氧化铝结合的刚玉耐火材料范畴。正如图 3 -1所表明的，控制uf-SiO2的用量有利于提高这类高纯莫来石-氧化铝结合的刚玉耐火材料（属于SiO2- A12O3系中耐火性能非常高的 一类耐火材料）的高温性能和使用性能。这类耐火材料的优点是体积密度大，气孔率较低，强度很高，而且还具有很高的抗热震性能， 因而具有广泛的用途。

3.3硅铝耐火浇注料

由图3-1看出，A12O3含量大于百分之68的SiO2-Al2O3原料可以用来配制高性能硅铝（SiO2-Al2O3）耐火浇注料。通过合理选择颗粒级配、结合系统（包括结合剂、活 性填料、添加剂的品种和用量）即可配制岀高性能的硅铝（SiO2-Al2O3）耐火浇注料。

通常，制作高性能硅铝（SiO2-Al2O3）耐火浇注料都需要选用烧结良好的SiO2- A12O3原料作为耐火骨料（按比例采用多级颗粒）和粉料，有时为了提高材料基质的性能，还需要向混合料中配入一定数量的氧化铝粉、白刚玉粉或者棕刚玉粉等高 档原料。

高性能硅铝（SiO2-Al2O3）耐火浇注料都需要按低水泥、超低水泥或者无水泥耐火浇注料进行组方设计。选用纯铝配钙水泥（CA-70 或者CA-80）或者uf- SiO2、活 性A12O3 （特别是水合A12O3,如ρ-Al2O3等）作为结合剂。

另外，往往选用uf-SiO2、 α-Al2O3超微粉等作为高性能硅铝 （SiO2-A12O3）耐火浇注料中的活 性填料。配料中的耐火粉料+活 性 填料的合量（质量分数）约为百分之28~32较为合适。其中，活 性填料的z佳经验用量为百分之4~10。

作为高性能硅铝（SiO2-A12O3）耐火浇注料中添加的表面活 性剂 （外加剂，主要是分散剂和减水剂）可以选用NNO、MF、JF、SM, 腐殖酸、柠檬酸、酒石酸和硼酸等以及三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等。 试验研究结果表明，在一般情况下，有 机外加剂的减水效果优于无机外加剂的减水效果，因而这些有 机外加剂便成了我们在配制高性能硅铝(SiO2-A12O3)耐火浇注料时首 选的外加材料。

低水泥硅铝(SiO2-Al2O3)耐火浇注料的结合形式为水合结合和 凝聚结合的共同作用；超低水泥硅铝质(SiO2-Al2O3)耐火浇注料的结合形式主要是凝聚结合的作用，水泥仅起促凝剂的作用；无水泥硅铝(SiO2-A12O3)耐火浇注料完全是凝聚结合的作用。

釆用以上原则和技术所配制的低水泥硅铝(SiO2-Al2O3)耐火浇注料和无水泥硅铝(SiO2-A12O3)耐火浇注料的基本性能分别列入表 3 -5和表3 -6中。

 由表3-5看出，低水泥硅铝耐火浇注料基本性能的特征是强度高，中温强度不下降（反而升高），原因是水泥脱水是在较大的温度范围内缓慢进行的，因而对材料结构的破坏较小；同时，低水泥硅铝耐火浇注料成型体是带有少量气孔的非均质的组织结构体，其气孔尺寸较小和气孔率较低也是重要原因（表3-7）。表3-7的结果表明， 低水泥硅铝耐火浇注料的孔径不大于l00nm 的占百分之70. 7- 73.2，比普通（水泥结合）硅铝耐火浇注料的高2-3倍；两种硅铝耐火浇注料110℃烘干后的总气孔量基本相近。800℃热处理后, 低水泥硅铝耐火浇注料总气孔量仅增 大约百分之6,而普通（水泥结合） 硅铝耐火浇注料却增 大了将近百分之39。这说明低水泥硅铝耐火浇注料的总气孔量少，气孔细化而且分布又比较均匀，即材料具有气孔率 低、材料结构好、透气性差、抗渣性能高等优点。说明低水泥硅铝耐火浇注料属于致密高强型耐火浇注料。

超低水泥硅铝耐火浇注料属于凝聚结合的耐火浇注料，水泥在耐火浇注料中主要起促凝剂的作用。显微结构研究的结果表明：材料基质中的物相主要是莫来石相（柱状，交错连接在一起）和刚玉相以及少量的钙长石相等。由于基质中存在着大量的莫来石晶相，因而具有很髙的力学强度和较佳的高温性能。

无水泥硅铝耐火浇注料的配制技术与无水泥刚玉耐火浇注料的配制技术基本相同，因而也具有与后者相近的显微结构与基本性能。

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