Al2O3-SiC-C系铁沟浇注料与湿式喷射料介绍

近年来，Al2O3-SiC-C系浇注料已经大面积的推广，已有取代了传统的捣打料之势。它多数是以刚玉或铝矾土为骨料，刚玉、SiC及碳素为基质，以铝酸钙水泥或粘土为结合剂，制成散状耐火材料，在现场加水混合后浇注成型。

浇注料除充分考虑化学成分之外，应选用致密的电熔或烧结刚玉料，或烧结致密、吸水率低的矾土熟料作为骨料。只有用低气孔率、低吸水率的骨料，才有可能配制出性能良好的致密浇注料。对于不定形耐火材料来说，合理选用耐火骨料及严格控制级配，是制造优良不定形耐火材料的关键。骨料的粒度通常应＜8mm，且在配料中粒度>1mm的粗颗粒一般应>60%。

浇注料基质部分的组成对材料性能影响更大。SiC和C配合，更能发挥防氧化及阻止炉渣向基质渗透的作用。SiC还因它的高硬度而能提高浇注料的抗冲刷能力，碳素能提高材料抗热震稳定性。

SiC的加入量通常在10%~30%范围内，适当增加SiC含量可提高制品抗高炉渣侵蚀的能力。但当用轧钢氧化铁皮在铁沟内进行脱硅处理时，由于SiC被FeO迅速氧化，易造成结构破坏。这样，SiC含量高，抗侵蚀性反而越低，所以此种情况应减少SiC含量。

由于C与水润湿性不良，浇注料中C含量较低，在2%~6%之间，一般为3%。C也可以以颗粒形式加入浇注料中替代部分氧化铝颗粒，可以提高抗剥落性、抗侵蚀等性能，但强度提高不明显。

作为结合剂的铝酸钙水泥，可以使用低钙铝酸盐水泥(含69%~72%Al2O3，21%~25%CaO)和纯铝酸钙水泥(含72%~80%Al2O3，19%~23%CaO)。纯铝酸水泥的CaO含量低，杂质少、可提高制品的性能。

近年发展了低水泥和超低水泥高强度浇注料。以往添加15%~25%的水泥，施工加水量为10%~20%，过多的CaO与骨料在高温下反应，液相较多，材料抗渣侵蚀性差，中温和高温强度不足。而低水泥高强度浇注料，只配2%~6%的水泥，施工加水量仅3%~6%，这种浇注料结构致密、气孔尺寸小、透气性低，中高温强度高，改善了浇注料的抗蚀性能。

在低水泥高强度浇注料中，主要借助于外加剂和超微粉来改善浇注料的特性，常用的有SiO2和Al2O3超微粉。SiO2含量在为85%~95%，其活性高、流动性好，容易充填到微小空隙中。低水泥浇注料的烘干强度，随着硅微粉掺量增加而提高，但掺量过多，会导致低熔物增多，浇注料的耐火度反而下降。

另一类铁沟浇注料是粘土结合的，它采用细陶瓷工业中的阳离子交换而使粘土流变的方法。选择良好的反絮凝剂(分散剂)，是保证粘土结合浇注料低水分、高强度的关键。常用的分散剂有六偏磷酸钠、二聚磷酸钠、焦磷酸钠等磷酸盐，硅酸钠、硫酸盐等无机盐类及其它有机化学分散剂，如腐拉酸。另外，还可采用复合分散剂的，分散剂可使浇注料的水分降到4%~6%以下仍具有良好的流动性，并可调节浇注料硬化时间。

另外，添加快干剂，如铝粉，可以快干，满足快速修补的要求，而且能有效地防止浇注料在加热干燥过程中产生爆裂现象，显著提高养护和烘干强度。

浇注料中还要加入中温增强剂，以防止中温阶段(出铁沟出铁升温、降温过程中)的开裂、剥落。此外还要加入膨胀剂，防止高温烧结过程中收缩开裂；加入防腐剂，防止存放期间的变质等。

Al2O3-SiC-C系铁沟料按结合剂主要分为两大类：一类是含碳结合剂，如焦油、沥青、树脂、粘土或磷酸结合的捣打料；另一类是含铝酸钙水泥或粘土、磷酸结合的浇注料。振动料和喷涂料由这两大类材料改性制成。

AL2O3-SiC-C质湿式喷射料

湿式喷射浇注料是指把浇注料与水混合搅拌成流动性好、可泵送的泥料，经由管道输送，在喷嘴处加入促凝剂，利用压缩空气把浇注料喷射到施工体上。这就要求其具有良好的流动性，管道输送时不偏折，与管道的摩擦阻力小，具有合适的施工时间，输送期间不会变稠凝结；在喷枪口加入促凝剂后能迅速失去流动性，喷射到受喷面后，附着率高，粘结性能好。因此，需要研究浇注料的六边形，了解其在不同切变速率下的切变应力变化，判定其是否适合管道输送。另外，该浇注料还要具有良好的使用性能，而材料的高温抗折强度、抗渣侵蚀性能、热震性能以及常温物理性能均影响材料的使用寿命。在本工作中，重点研究了SiC加入量对湿式喷射浇注料常温和高温性能的影响。

实验摘要：以高纯莫来石、碳化硅、SiO2微粉、AL2O3微粉、纯铝酸钙水泥、白刚玉细粉和球沥青等为原料，研究了q值为0.23、0.25、0.27、0.29和0.31时湿式喷射浇注料的流变性能；进一步研究了q值为0.27时，SiC加入量（质量分数分别为12%15%18%21%）对其流变性能、常温物理性能和高温抗折强度、抗热震性能、抗渣侵蚀性能的影响。

结果表明：根据Andreassen方程，当q值为0.27时，配置的浇注料具有较好的流变性能；加水量为6.5%（w）时，研制浇注料的流变性能类似于宾汉姆流体，适于管道输送；SiC加入质量分数为18%时，浇注料具有较高的高温抗折强度、抗热震性能、抗渣侵蚀性能；经对鱼雷罐和出铁沟的喷补使用证明，研制的湿式喷射浇注料施工性能好，使用性能优异。

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