欢迎来到郑州信科耐火材料有限公司!

信科耐材服务热线15188353111
联系我们
服务热线
15188353111
邮箱:zzxknc@163.com
地址:河南省新密市来集镇李堂工业区
两种不同结合方式的刚玉质浇注料的结合机理
浏览:553 发布日期:2023-03-28

浇注料 刚玉是一种性能优异的耐火材料,具有高密度,高熔点,高硬度(莫氏硬度9级),抗渣侵蚀性良好,化学性质稳 定和高温性能优良等特点。因此,近二十年来,刚玉质浇注料在钢铁、冶金、水泥、石化等各个行业得到了非常广泛 的应用与其他结合剂相比,铝酸钙水泥的优点是在不同温度(5-35℃)、在8-24h养护之内,浇注料能获得足够高的脱模 强度。铝酸钙水泥的主要矿物组成是CA(一铝酸钙)、CA2(二铝酸钙)和C12A7(七铝酸十二钙)。铝酸钙水泥的水化反应 如图1所示。浇注料在养护过程中,铝酸钙水泥溶解于水中同时释放出Al3+、Ca2+和OH-离子,随后这些离子发生水化反 应,同时生成溶解度比较低的水化产物(CAH10、C2AH8、C3AH6及无定形AH3),水化产物凝固后能够提高浇注料 的脱模强度。


此外,铝酸钙水泥结合浇注料在烘烤煅烧的过程中,水化产物会随着温度的升高逐步发生脱水反应。在110℃以 下,自由水开始挥发/蒸发;温度超过110℃时,CAH10和C2AH8会转变为C3AH6,在200~350℃范围内,C3AH6转 变为C12A7和CaO、AH3转变为Al2O3;在600~1000℃范围内,C12A7和CaO发生反应生成CA(一铝酸钙);在1000~1 300℃范围内,CA(一铝酸钙)和Al2O3发生反应生成CA2(二铝酸钙);在1400~1600℃范围内,CA2(二铝酸钙)和Al2O 3发生反应生成CA6。


001.png


铝酸钙水泥结合浇注料存在以下缺点:由于水泥的水化产物会堵塞浇注料的气孔,导致浇注料的显气孔率、透气 率和干燥速率降低,烘烤过程中,水化产物分解时产生的大量水蒸气由于透气率低而无法及时排出浇注料外,因此在 浇注料的内部会产生较高的蒸汽压,使浇注料发生爆裂。在中温阶段,水泥的水化产物会随着温度的升高而发生脱水 和分解反应,从而导致铝酸钙水泥结合浇注料的强度会发生较大程度的降低。


铝酸钙水泥引入的CaO,在高温下会生 成钙黄长石、钙长石等熔点较低的化合物,严重影响了浇注料的高温使用性能。水合氧化铝即是ρ-Al2O3,它是一种可水化的过渡型氧化铝,具有亚稳态、低结晶度、高比表面积等特点。水合 氧化铝在常温下能够自发与水发生反应,生成AH1-2、AH3等一系列水化产物。水合氧化铝的水化反应如下所示:水合氧化铝结合浇注料的结合剂由于没有引进CaO,在高温状态下基本不会生成液相,有助于提高浇注料的高温 性能、体积稳定性的产生。


水合氧化铝的水化产物在温度升高的过程中会逐渐发生脱水反应和分解反应,100℃之前,自由水开始挥发/蒸 发,随着温度的升高,100~150℃范围内,水化产物开始剧烈脱水,在290~300℃内,三羟铝石开始出现脱水;到45 0℃时勃姆石凝胶开始脱水,其脱水可以分两步进行:(1)在450~550℃范围内,勃姆石首先脱掉羟基水;(2)550℃之 后,勃姆石转变成为γ-Al2O3,并随着温度的升高开始发生晶型转变。




水合氧化铝结合浇注料存在如下的缺点:水合氧化铝结合浇注料的显气孔率和透气率较低,在温度升高的过程 中,这些大量的水分往往不能够及时排出浇注料,因此在升温过程中,水合氧化铝结合浇注料容易出现剥落现象。另 外,水合氧化铝结合浇注料脱模强度较低,所以,水合氧化铝结合浇注料没有得到广泛使用。