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常见的24种耐火原料主原料

7月,25,2022

耐火浇注料中的耐火骨料和耐火粉料总称为主原料,余者则称为副原料。

耐火骨料是耐火浇注料中+0.088mm或+0.1mm的部分,是耐火浇注料组织结构中的主体材料,起骨架作用。因此,耐火骨料是浇注体物理力学性能和高温使用性能的决定性因素的组成部分。通常,要求用于制备耐火骨料的原料应为结构致密、吸水率低(一般小于5%)、强度大、杂质含量少的优质原料。

耐火粉料是耐火浇注料中的基质组分,经高温作用后起联结或胶结耐火骨料、填充气孔、达到紧密堆积、保证混合料的流动性、体积稳定性并能促进烧结,提高材料(浇注体)密度、强度、高温性能以及使用性能的作用。

选用不同质量的原料作为制造耐火浇注料的主原料,即可制成性能各异、使用温度和使用范围不同的耐火浇注料。一般使用复合原料作为耐火浇注料的主原料,这可获得综合性能好和使用寿命长的耐火浇注料。

高纯原料、均质原料、电熔原料、合成原料、转型原料、超细粉、碳和合成非氧化物原料已广泛应用于现代高效耐火浇注料中,大大提高了耐火浇注料的性能,甚至超过了燃烧成耐火产品

耐火浇注料的性能主要取决于配方中使用的原料,因此耐火浇注料中的原料,特别是主要原料,在最终产品中发挥着重要作用,引起了特别的关注。

烧结刚玉

烧结刚玉又称烧结氧化铝或半熔氧化铝,以煅烧氧化铝或工业氧化铝为原料,磨成球或坯体,在1750年~1900℃高温烧结制成的耐火熟料。含有99%以上三氧化二铝的烧结氧化铝大多由均匀的细晶刚玉直接组合而成。显气率为3.0%以下,体积密度达到3%.60%/立方米,耐火性接近刚玉熔点,在高温下具有良好的体积稳定性和化学稳定性,不受还原气氛、熔融玻璃和金属液的侵蚀,室温、高温机械强度和耐磨性好。

电熔刚玉

电熔刚玉是由纯氧化铝粉末在高温电炉中熔化而成的人造刚玉。具有熔点高、机械强度高、抗热冲击性好、耐腐蚀性强、线膨胀系数小等特点。电熔刚玉是制造先进特殊耐火材料的原料。主要包括电熔刚玉、电熔棕刚玉、亚白刚玉等。

电熔白刚玉

电熔白刚玉是以纯氧化铝粉末为原料,经高温熔炼而成,呈白色。白刚玉的冶炼过程基本上是工业氧化铝粉的熔化结晶过程,没有还原过程。Al2O3含量不小于9%,杂质含量很少。硬度略小于棕刚玉,韧性略低。常用于制作磨具、特种陶瓷和高档耐火材料。

电熔棕刚玉

电熔棕刚玉是以高铝土矿为主要原料,配以焦炭(无烟煤),经高温电炉在2万台℃以上熔炼而成。电熔棕刚玉质地致密,硬度高,常用于陶瓷、精密铸造和先进耐火材料。
亚白刚玉

亚白刚玉是在还原气氛和控制条件下电熔特级或一级铝土矿制成的。熔化时加入还原剂(碳)、沉降剂(铁屑)和脱碳剂(铁鳞)。因其化学成分和物理性能接近白刚玉,所以被称为亚白刚玉。其体积密度为3.80g/cm3以上,显孔率小于4%,是制造先进耐火材料和耐磨材料的理想材料。

莫来石

莫来石是以3Al2O3·2SiO2是主晶相的耐火原料。天然莫来石很少,通常通过烧结或电熔合成。莫来石具有膨胀均匀、热震稳定性好、荷载软化点高、高温蠕变值小、硬度高、耐化学腐蚀性好等特点。

锆刚玉莫来石

锆刚玉莫来石以工业氧化铝、高岭土、锆英石为主要原料,经细磨,混合均匀,半干压球,经1600~1700℃高温煅烧合成。锆英石含量的增加会导致烧结温度的增加,减少总收缩,增加封闭孔,使烧结锆刚玉莫来石具有高密度和强度,具有良好的抗热震稳定性和耐渣性。

镁铝尖晶石

镁铝尖晶石是工业氧化铝和轻烧氧化镁为原料,经高温烧结或电熔合成。镁铝尖晶石的化学类型是MgO·Al2O3,其中MgO含量为28.2%,Al2O3含量为71.8%。具有耐高温、耐磨、耐腐蚀、熔点高、热膨胀小、热应力低、热震稳定性好、耐碱渣侵蚀性强、电绝缘性能好等优点。

硅线石、红柱石、蓝晶石

一般也叫三石,化学式是三石,化学式是三石Al203-Si02、理论构成Al2O363.1%,Si0236.9%。加热后不可逆转化为莫来石和方石英,具有耐渣蚀性好、热震稳定性好、荷载软化点高等优点。蓝晶石矿物产品是不定形耐火材料的优质原料。硅线石和红柱石加热时体积变化小,可直接制砖或作为耐火骨料;蓝晶石加热时体积膨胀大,可直接作为不定形耐火材料的膨胀剂使用。

高铝矾土

我国高铝土矿资源主要分布在山西、河南、广西和贵州。高温煅烧的高铝土矿熟料主要用于高铝耐火材料,也可用于制作电熔棕刚玉和亚白刚玉。近年来,由于吸收率低、性能稳定,我国生产的均化土矿熟料在不定形耐火材料中的应用取得了良好的效果。

软质黏土

软粘土矿物主要由高岭石或多水高岭石组成,与其他杂质矿物混合,A1203含量可从22%到38%,平均耐火性为1600$左右两侧,软粘土多为土状,颗粒细微,易在水中分散,可塑性和粘结性强。广泛应用于塑料、捣碎材料、喷涂材料、耐火泥浆和中低裆耐火材料。

黏土熟料

根据所用原料和生产方法的不同,耐火粘土熟料可分为两种类型:一种是直接在窑内锻造硬粘土块;另一种是高质量的粘土熟料,采用高岭土或硬粘土,经过细磨、均化、压滤、脱水、干燥,最后在窑内燃烧。硬粘土熟料的主要矿物是莫来石,占35%〜55%,其次是玻璃相和方石英。粘土熟料是普通硅酸铝耐火材料的主要原料。
菱镁矿

菱镁矿是碳酸镁(MgC03)是主要成分的天然碱性矿物原料。我国菱镁矿资源丰富,质量高,储量大。菱镁矿主要分布在辽宁省。菱镁矿主要用于烧结镁砂、电熔镁砂和碱性耐火材料的生产。

烧结镁砂

烧结镁砂是将菱镁矿烧结为1600〜1900℃下烧结产物,主要矿物为方镁石。优质镁砂砂MgO含量一般在95%以上,颗粒体积密度不小于3.30g/cm3、耐碱渣侵蚀性能优异。烧结镁砂是生产碱性耐火材料的主要原料之一。

电熔镁砂

电熔镁砂是用精选的菱镁石或烧结镁砂在电弧炉中经过2500℃高温熔高温下熔化的。与烧结镁砂相比,主晶相方镁石颗粒厚直接接触,纯度高,结构致密,耐碱渣强,热震稳定性好,是先进的碳不烧砖和不定形耐火材料的良好原料。

碳化硅

碳化硅通常是以焦炭和硅砂为主要原料,在电炉高温熔炼而成。在1400-1800℃在温度下产生β-SiC(立方晶),温度高于18001α-SiC(六方晶)。碳化硅具有硬度高、导热系数高、热膨胀率低、耐中性和酸性渣等优异性能。商用碳化硅的组成范围包括SiC90%〜99.5%,耐火浇注料、喷涂补料、捣打料和塑料常采用纯度较高的碳化硅。

硅灰

硅灰是生产硅铁和硅产品的副产品。细粉外观为白色至深灰色,颗粒呈圆形,颗粒直径一般为0.02〜0.45μm,比表面积约为15〜25m2/g,体积密度为0.15~0.25g/cm3.近年来,一些硅灰已经成为主导产品,而不是副产品。它纯度高,颜色白,成分稳定。自流浇注料的应用表现出良好的流变性。

石墨

石墨分为人造石墨和天然石墨。人造石墨用石油烧结(加热到2800以上)℃)或者使用石墨电极的过程。天然石墨晶体是一种具有金刚石六面体对称性的六方晶体系统。通常有三种形式:无定形状、鳞片石墨和纯晶体。无定形石墨(无形状)和人工石墨的流动性优于鳞片石墨和结晶石墨。

沥青

煤焦油沥青比石油沥青具有更高的残留碳含量,可以有效地为耐火材料提供碳成分。根据材料的配方设计要求,可采用细粉或颗粒形式。浙江青利用不定形耐火材料优于其他形式的碳(如石墨),因为沥青熔化温度低,可以包裹颗粒,从而提供良好的防渣侵蚀保护。

铝酸钙水泥

生产高铝水泥的主要方法是烧结法。纯石灰石是生产所有铝酸钙水泥的氧化钙原料。烧结氧化铝用于生产高档铝酸钙水泥,而低铁和低硅铝土矿用作中低档高铝水泥的氧化铝原料。纯铝酸钙水泥或高铝水泥是最重要的水硬性水泥,用于耐火浇注和喷涂补充材料。在耐火浇注衬里的施工中,必须严格控制水温和加水量、混合强度和时间、温度和加热率。温度是最重要的参数,它显著影响水泥粘结相的产生和加热初期的排水。

硅溶胶

硅溶胶是一种含有二氧化硅颗粒的含水胶体。它是一种乳白色液体,接触时有点粘,比表面高。硅溶胶可以通过脱水来改变pH值,加入人盐或有机溶剂,可与水混合。干燥时,硅氧通过快速脱水在颗粒表面形成(Si—0—Si)结合,从而产生聚合和内部结合。从溶液到固体的硅溶胶通常称为胶结。常用于涂料、浇注料、泵送料、捣打料、喷涂补料。

硅酸钠

硅酸钠是一种常用的硅酸钠(Na2O•mSiO•nH2O,硅酸钾和硅酸锂。硅酸钠的脱水物质通常像玻璃一样透明,可以溶解在水中,因此也被称为水玻璃。工业产品Si02/N~0摩尔比(称为水玻璃模数).5〜4.0之间,硅酸钠用于耐火材料的摩尔比为2.2〜3.35.硅酸钠水溶液的粘度受其摩尔比和浓度的影响,并随温度显著变化。硅酸钠在水溶液中水化,溶液呈碱性。摩尔比越小,硅酸钠的水合作用就越明显&,且pH这个值随着摩尔比的下降而下降。摩尔相对较高的硅酸钠水合反应较慢。根据耐火材料的应用,选择硅酸钠结合耐火材料的固化剂。常用的固化剂包括氟硅酸钠、聚合物氯化铝、磷酸钠、磷酸钠、聚合物磷酸铝、聚合物磷酸镁、戊硼酸铵、乙二醛、柠檬酸、酒石酸、乙酸乙酯等。

磷酸和磷酸盐

正磷酸本身没有附着力。当它与耐火材料接触时,它表现出良好的附着力,因为它们之间的快速反应会产生磷酸盐。不同形式的磷酸盐可以用作粘合剂。与耐火材料一起使用最多的盐是磷酸铝。磷酸二氢铝作为粘合剂,以其在水中的溶解性、粘合强度和稳定性而闻名。磷酸钠主要用于耐火材料中的凝固、聚合物溶解和碱性喷雾补充剂。聚磷酸钠通常用作浇注料中的减水剂。此外,磷酸钠可与碱性土壤金属化合物(例如CaO和MgO)反应发生,导致凝结。正是基于磷酸钠的这种性能,使其应用于镁碱性喷雾补充剂。

ρ-Al2O3

ρ-Al2O3是一种具有其他晶态的活性氧化铝Al2O不同的是最差的结晶Al2O3变体。在Al2O3在各种晶状体中,只有3ρ-Al2O三水铝石和勃姆石溶胶在室温下具有自发水化反应,能起到胶结和硬化的作用。ρ-Al2O3最终在高温下转化为优良耐火材料-α-Al2O3(刚玉)ρ-Al2O3组合浇注料可视为耐火材料的自组合浇注料,不仅起到组合剂的作用,而且是一种先进的耐火氧化物,具有明显的优异性能。

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