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耐火材料2004,38(1)35~36,39

开发与应用

免养护轻质耐火浇注料的研制

t 胡志华1) 严云1) 赵慧颖2)

1)西南科技大学材料科学与工程学院 绵阳621002

2)中国石化集团公司第四建设公司

摘 要 采用轻质页岩陶砂、漂珠、闭孔膨胀珍珠岩为原料,以改性固态水玻璃为结合剂研制了免养护轻质耐火浇注料。研究了结合剂、促凝剂及SiO2超微粉添加量对轻质耐火浇注料性能的影响。结果发现:当结合剂的用量为12%~15%,促凝剂的用量为结合剂的4.5%~5.5%时,可保证轻质浇注料具有优良的性能;SiO2超微粉的加入,既可以提高浇注料的高温强度,又可以改善其使用性能,最佳添加量为5%左右。研制的免养护轻质耐火浇注料具有体积密度小,热导率低,耐压强度高,易于施工等特点,是使用温度在1100e以下的各类加热炉炉衬的理想材料。关键词 轻质耐火浇注料,免养护,结合剂,促凝剂,硅微粉,加热炉y

石油化工行业中,各类加热炉的对流室及炉底广泛使用以铝酸盐水泥为结合剂的水硬性轻质耐火浇注料,它具有易于施工,衬体均匀,整体性好等优点,但也存在着常温强度低,需要3~5d的养护期,且要求第一天每隔0.5~1h喷洒水一次等缺点。体积密度不大于1.0g#cm

-3

表1 原料的理化性能

原料

闭孔页岩陶粒球形闭孔珍珠岩

Al2O3Fe2O3

w/%

SiO2K2ONa2O灼减

-1.63---1.073.491.82

体积密度

-3

/(g#cm)

20.458.1056.08-13.770.9575.634.3839.882.19----1.3792.94

0.5750.1420.345-

漂珠SiO2超微粉

1.1.2 结合剂的选择

水玻璃具有良好的胶结能力。其存在形式有两种:一种是液态水玻璃,使用不方便;另一种为固态水玻璃,配制时可以直接与粉料混合组成不定形材料,现场只需加水搅拌即可使用,但其使用温度不高。为了提高普通固态水玻璃的使用温度,本试验又对普通固态水玻璃进行了改性,使其使用温度有了较大的提高。本试验采用改性固态水玻璃为结合剂。1.1.3 促凝剂的选择

目前,水玻璃耐火浇注料使用最普遍的促凝剂是氟硅酸钠,但氟硅酸钠有两大缺点:(1)氟硅酸钠的加入引入了大量Na+,Na+属于碱金属离子,高温时与其他离子反应形成低熔点化合物,降低了衬里材料的耐火度;(2)氟硅酸钠有剧毒,对操作人员易产生危害,不符合环保要求。通过对大量能与水玻璃反应生成硅酸凝胶或硅酸盐化合物的酸、碱、盐化合物进行筛选研究,最终确定使用复合促凝剂。复合促凝剂为聚磷酸盐和硅酸盐水泥的复合物,呈粉末状固体,无毒,使用方便,硬化时间易掌握,且不会由于Na的引入而使制品耐火度降低,是一种较为优良的水玻璃促凝剂。1.2 试样制备

将耐火骨料与粉料按6B3比例(质量比)混合均匀,加水搅拌后成型为160mm@40mm@40mm的试样若干,自然养护1d拆模,再自然养护2d,按照YB/T相关标准检测物理性能。以耐压强度、体积密度、烧后线变化率等指标与现行标准、规范进行对比、考核。热导率测试按照Q/LIRRB01标准进行。

y

胡志华:女,1963年生,高级工程师。

收稿日期:2003-04-09

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的免养护轻质耐火浇注料具有

常温强度高,衬体成型后无需养护即可直接烘炉等优点,弥补了水硬性轻质耐火浇注料的不足,将被越来越多的厂家和设计单位所重视。为此,研制了体积密度小,热导率低,隔热性能好的免养护轻质浇注料。

1 试验

1.1 原料与试验方案1.1.1 原料的选择

选用优质闭孔页岩陶砂(颗粒组成:6~3mm占64%,3~0mm占36%)、闭孔膨胀珍珠岩(颗粒组成:3~1mm占85%,1~0mm占15%)为骨料,以漂珠、活性SiO2超微粉等为粉料,以固态改性水玻璃为结合剂。原料的理化性能如表1所示。

编辑:李光辉