1.Al2O3(-SiO2)-SiC-C耐火浇注料的介绍:
Al2O3(-SiO2)-SiC-C(简写为A-S-C,下同)不定形耐火材料早已成为炼铁工业的标准耐火材料,主要用作出铁沟、铁水包、铁水预处理鱼雷车和冲天炉炉缸等内衬耐火材料。
科瑞耐材生产的Al2O3(-SiO2)-SiC-C耐火浇注料
根据筑衬方法分为耐火捣打料、耐火干振料(耐火干式振动成型料)、耐火浇注料和耐火修补/耐火喷补料等许多品种。科瑞耐火材料厂家通过归纳整理,分享Al2O3(-SiO2)-SiC-C耐火浇注料的以下两大类:
(1)含碳结合剂(如焦油、沥青、树脂等)结合的或者磷酸结合的或者粘土结合的耐火捣打料。
(2)铝酸钙水泥结合的(CA-70C/CA-80C)或者粘土结合的或者磷酸盐结合的耐火浇注料。
而上面提到的振动料(包括干式振动成型料)、修补/喷补料等则是这两类不定形耐火材料派生(改性)的材料。
Al2O3(-SiO2)-SiC-C捣打料具有抗渣性好、抗热震性能高、体积变化小和抗冲刷能力强等优点,因而其使用周期高,经济效益显著。因此至今仍在高炉上特别是中、小型高炉和冲天炉炉缸上广泛使用。
不过,在过去的三四十年里,由于低水泥(LCC)和超低水泥(ULCC)耐火浇注料的开发和在高炉特别是大型高炉上推广应用,并获得巨大成功,它们便取代了Al2O3(-SiO2)-SiC-C捣打料。
LCC和ULCC耐火浇注料的主要缺点是施工体干燥速度慢、干燥时间长,尽管添加了塑性纤维和金属粉等添加剂,使其性能有所改进,但施工时仍有可能出现爆裂和剥落等现象。LCC和ULCC耐火浇注料的另一个缺点是高温强度低,抗热震性能不高。
水合氧化铝和超细粉结合的无水泥耐火浇注料(NCC)虽然可以使其高温强度得到改进,但仍需要较长的干燥周期,而且脱模强度低。于是,近年又开发了凝胶结合的耐火浇注料,其施工方法更简单、迅速,干燥时间短,材料的高温强度大,抗热震性能好,使用周期长。
现在,在有些国家里除了一些小高炉因出铁场设备所限之外,绝大多数高炉出铁沟均采用ULCC或者凝胶结合的耐火浇注料。在世界各地,出铁沟耐火浇注料或泵送耐火材料一般都采用电熔刚玉或板状氧化铝作骨料,配置石墨、SiC和金属添加剂,以铝酸钙水泥(CA70C/CA80C)或凝胶作结合剂。LCC和凝胶结合的耐火浇注料的性能见下表,两者抗热震性比较见下图。
低水泥和凝胶结合的两种高炉出铁沟耐火浇注料性能指标表
性能 | 低水泥耐火浇注料(LCC) | 凝胶结合耐火浇注料(NCC) | |
体积密度g·cm-3 | 110℃ | 2.80 | 2.91 |
850℃(还原气氛) | 2.74 | 2.83 | |
1400℃(还原气氛) | 2.74 | 2.80 | |
气孔率/% | 110℃ | 15.6 | 14.3 |
850℃(还原气氛) | 19.7 | 17.2 | |
1400℃(还原气氛) | 18.8 | 18.4 | |
常温耐压强度/MPa | 110℃ | 8.9 | 21.8 |
850℃(还原气氛) | 11.7 | 53.1 | |
1400℃(还原气氛) | 48.2 | 43.3 | |
常温抗折强度/MPa | 110℃ | 2.1 | 4.0 |
850℃(还原气氛) | 2.4 | 8.3 | |
1400℃(还原气氛) | 11.7 | 9.6 | |
高温抗折强度/MPa | 1090℃(N2气氛) | 2.2 | 3.5 |
1400℃(N2气氛) | 1.5 | 2.5 |
低水泥和凝胶结合的A-C-S耐火浇注料的抗热震性比较
2.Al2O3(-SiO2)-SiC-C耐火浇注料原料的选择:
当出铁沟选用LCC和ULCC耐火浇注料时,通常含60%~70%Al2O3、10%~25%SiC、2%~4%C。C是以石墨、炭黑和树脂(如沥青粉)等形式加入的。石墨在水中分散性极差,需要加入表面活性剂或者对石墨进行亲水性处理。
(1)Al2O3原料的选择:
根据不同的应用范围、温度以及使用环境等,可选用电熔刚玉、烧结刚玉、板状氧化铝、棕刚玉和烧结铝矾土等原料。
SiC原料的选择:
SiC应西安则合适的粒度、加入量以及纯度,粒度的合理分布能够改善Al2O3(-SiO2)-SiC-C耐火浇注料的抗侵蚀性和抗侵透性能,因此粒度要比纯度重要一些。
碳素原料的选择:
Al2O3(-SiO2)-SiC-C耐火浇注料的碳素原料可使用炭黑、煤焦油沥青、石油沥青、焦油、无定形(微晶)石墨、鳞片状石墨等。