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水泥窑用不定形耐火材料介绍

作者:寰洋实业  发布日期:2018-05-15

新型水泥窑的转速慢,预分解窑的转速是传统水泥窑的3~4倍,高温高转速和大直径,使预分传解窑窑体、窑衬所承受的热应力要比传统水泥窑大很多,对于耐火材料有着严格是使用要求,今天寰洋实业为大家介绍一下水泥窑用不定形耐火材料,感兴趣的朋友可以一起来了解下。

 

 

什么是不定形耐火材料?

由骨料、粉料、结合剂和外加剂等组成的混合物,交货状态时无固定外形,可按交货状态直接使用或添加适量液体(多为水)拌和均匀后使用,包括耐火浇注料、可塑料、捣打料、喷涂料、涂抹料、耐火泥等。

不定形耐火材料主要用于新型干法水泥窑内形状不规则或窑体发生变形的部位,如预热系统、窑尾、窑头、喷煤嘴、三次风管、冷却机及余热发电等。不定形耐火材料品种繁多,性能差别显著,施工、维护对使用寿命影响极大。为了提高水泥窑的运转率,耐火材料工程师需要熟悉各种不定形耐火材料的性能,掌握在不同条件下选择、使用这些材料的方法。

不定形耐火材料的关键有三点

其一,结合方式;

其二,升温后胶结物内部、胶结物和被胶结物之间、被胶结耐火原料之间错综复杂的反应;

其三,不定形耐火材料与窑料、窑气、锚固件、窑体之间更加复杂的物理化学作用。

结合是不定形耐火材料的基质之间,基质和骨料之间产生粘接而具有抵抗外力作用而不破坏的能力。一般情况下,不定形耐火材料的结合分为水泥结合、化学结合、凝聚结合三种方式。

狭义上,水泥指铝酸钙水泥。水泥结合是依靠水泥水化产生的结合。水化是固态物质和水反应,形成固态含水物质的化学反应。

水泥结合

水泥结合包括下述三种类型:

①水泥水化产物之间直接发生物理化学作用产生的结合;

②水化产物和高活性物质(如硅溶胶)反应产生的结合;

③水化产物和硅灰、锻烧高岭土微粉、煅烧氧化铝微粉等具有火山灰活性物质的表面发生物理化学作用产生的结合。

化学结合

化学结合是依靠结合剂发生化学反应产生的结合。但是,这些化学反应不包括可水化物质与水的反应,至少不以水化为主,否则,就应归类于水化结合。一般情况下,常见的化学结合有下述三种类型:

①结合剂和耐火材料反应产生的结合;

②结合剂和硬化剂反应产生的结合;

③以上两种方式复合产生的结合。

例如,水玻璃结合既可以由结合剂和耐火材料反应产生(水玻璃镁砖),也可以由结合剂和硬化剂反应产生(水玻璃+氟硅酸钠)。磷酸盐结合既可以由结合剂和耐火材料反应产生(磷酸盐砖),也可以由复合结合产生(由磷酸作结合剂,水泥作促凝剂制作的磷酸盐结合不定形耐火材料)。

凝聚结合

凝聚结合指由微粉凝聚产生的结合。凝聚结合有下述两个关键:

①实现微粉由分散到凝聚的转变,这就需要迟效硬化剂;

②增大固相体积,减少液相体积,减少气孔率和提高微粉间的粘接力。这样就或多或少地与水泥结合有些关联。

广义上说,水泥是能发生水化反应,进而通过直接和间接的物理化学作用产生结合或强度的粉状物质。例如,铝酸钡Ba0•Al203是一种特种耐火水泥。再如,ρ-AUOs也是一种特种耐火水泥。还有Mg0-Si02-H20结合被认为是凝聚结合。但是,这种结合需要利用MgO的水化改变液相的性质产生凝结,利用MgO的水化物和硅灰表面发生作用产生硬化,还需要MgO和硅灰在升温过程中发生物理化学反应形成M2S等物质产生结合。所以,本质上MgO-SiO2-H2O结合也属于水泥结合。

升温中,不定形耐火材料中发生一系列十分复杂的物理化学反应。常见的物理化学反应以超低水泥结合耐火浇注料为例有下述:

①脱去游离水;

②水化物脱去结合水;

③水化物的转变;

④脱水水化物和硅灰的反应;

⑤硅灰和氧化铝微粉的反应;

⑥在莫来石的晶核的作用下,从中间相中形成莫来石晶体;

⑦形成发育良好的莫来石、钙长石新生结合相。

使用中,超低水泥浇注料承受十分复杂的工作负荷,逐渐变质、损坏,造成的原因有以下几种:

一是高温窑气对耐火材料的辐射、对流传热;

二是灼热窑料产生的冲击、磨损;

三是窑料中CaO等产生的侵蚀;

四是窑气中K2O等挥发性组分侵入、凝聚和侵蚀耐火材料;

五是窑温变化产生的热震破坏;

六是因温度、热膨胀系数的不同,不定形耐火材料、锚固件和窑体间产生很大应力,致使窑衬损坏或锚固件被拔出;

七是锚固件受到氧化、腐蚀破坏,致使衬料垮落。

外人看来,不定形耐火材料似乎简单。实际上,不定形耐火材料是一种高度非均质、多层次的复合材料。制造中,不定形耐火材料微观结构形成、发展,产生结合的原理相当复杂。使用中,不定形耐火材料如何抵抗高温、侵蚀、热震、机械应力的破坏而获得更长使用寿命的问题更加精深。因此,要选好、用好不定形耐火材料并不容易。首先,要熟悉各种不定形耐火材料的特性;其次,要弄清使用部位的主要损坏机理;再者,扬长避短地选择和使用适宜的耐火材料;最后,仔细观察使用结果,深入分析后,找出存在问题和提出解决方案。总之,既要精通耐火材料的理论,又要解决实际问题,特别要解决一些业内长期不解的难题,或者要有一些新的发明,才能在耐火材料学界具有立足之地。

浇注料整体浇注的优点

1、不生成新的低熔点相,高温性能得到改善,使用温度得到提高;

2、由于加入了超细粉,改善了作业性能,同时提高了材料的致密度和材料的抗侵蚀性能;

3、由于加入的超细粉具有较大的表面活性,降低了烧结温度,提高了低、中温结合强度,而且也大大提高了高温机械强度;

4、不定形材料依靠衬体的温度梯度,在使用过程中,从工作衬到背衬逐渐烧结,逐步形成致密工作层,不易出现贯穿裂纹,使材料热震稳定性突显;

5、未烧结层的密度低于烧结层,因此导热系数低,热损失小。

关于水泥窑用不定形耐火材料就介绍到这里,希望对大家在选购耐火材料时有所帮助,选择寰洋实业耐火材料厂,我们一定会让您满足并超越对耐火材料的期望!

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