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              磷酸鹽耐火澆注料的硬化機理及正確存放

              編輯:耐火澆注料   時間:2022-03-21    瀏覽:59   

              磷酸鹽澆注料指磷酸或磷酸鹽結合的澆注料,其硬化機理與所用結合劑種類及促硬方式相關。


              磷酸鹽澆注料的結合劑可以是磷酸,也可以是磷酸與氫氧化鋁反應生成的磷酸二氫鋁混合溶液。在常溫下結合劑與硅酸鋁材料一般不起反應(鐵除外),需加熱使結合劑脫水縮合并將骨料粉料粘附膠結起來,從而獲得常溫強度。


              當采用促凝劑時則無需加熱,可以加入氧化鎂細粉或高鋁水泥進行促凝。當加入氧化鎂細粉后,其與磷酸迅速反應形成,致使耐火材料凝結硬化,當加入鋁酸鹽水泥時則形成具有良好膠凝性的磷酸鹽、含水磷酸鹽如磷酸一氫鈣或磷酸二氫鈣等,致使材料凝結硬化。


              圖片圖注:磷酸鹽澆注料


              從磷酸和磷酸鹽耐火澆注料的硬化機理可知,只有膠結劑和耐火骨料和粉料之間在加熱過程中反應速度合適,才能形成優良的耐火澆注料。但是,耐火原料再粉碎、球磨和混煉過程中,易帶入金屬鐵等雜質,拌和時將與膠結劑發生反應而放出氫氣,致使耐火澆注料鼓脹、組織結構疏松,耐壓強度降低。這對于生產普通磷酸和磷酸鹽耐火澆注料是不利的。


              1、消除鼓脹的工藝方法


              1)困料


              即將耐火骨料和粉料與膠結劑用量的3/5左右先混拌均勻,放進料倉或困料場地,用塑料布覆蓋,防止膠結劑蒸發;同時不得與水接觸,氣溫應大于15℃,靜置一段時間,使膠結劑與耐火骨料和粉料中的金屬充分反應,放出氫氣。


              2)沖洗、磁選


              采用瓷球磨機粉磨或用強酸(如鹽酸等)沖洗粉料以及采用磁選等方法,少帶入或排除金屬等雜質。


              3)抑制劑


              也可以采用在耐火材料中減少膠結劑的用量、或者摻加一些抑制劑等方法來減少耐火澆注料鼓脹現象。


              2、正確存放方法


              對于用振動成型等方法大規模施工制作磷酸和磷酸鹽耐火澆注料來說,困料是既有效又經濟的辦法,因此應用廣泛。將困好的料稱量后,加促凝劑攪拌均勻,再加余下的膠結劑,繼續攪拌1~2min即可供成型使用。困料時間主要根據膠結劑與耐火骨料和粉料中夾雜的金屬之間的化學反應速度和環境溫度等條件來確定。


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              圖注:磷酸鹽澆注料


              磷酸結合耐火澆注料試樣在室內、露天和澆注料標準養護室中存放,隨著存放時間的增加,其常溫耐壓強度有所提高,但室內存放比室外好些,標準養護3個月后的強度有緩慢降低的趨勢。在室內存放時,燒后耐壓強度比露天的高10MPa以上。標準養護室內存放的燒后耐壓強度,也優于露天的。露天存放的試樣,可能由于寒暑變化和干濕循環,致使耐火澆注料的性能偏低。


              應當指出,存放環境對磷酸和磷酸鹽耐火澆注料常溫性能雖有某些影響,但對高溫性能影響不大,也不影響使用,這是由于在200℃以前是加促凝劑生成的膠結磷酸鹽起主導作用,而在高溫下則是形成的陶瓷結合起主導作用。所以,加促凝劑的磷酸和磷酸鹽耐火澆注料硬化后,對存放地點的要求,并不十分嚴格。不加促凝劑的磷酸和磷酸鹽耐火澆注料,必須經過熱處理后,才能存放。不經熱處理沒有強度,熱處理溫度低,易產生“潮解”現象。


              磷酸鹽澆注料中結合劑雖不與材料本身在常溫下發生發應,但也會因存放過程或運輸過程中的溫度變化或其他環境變化而緩慢凝結硬化,如需長時間存放時則可以加入緩凝劑如檸檬酸、酒石酸等以延長保存時間。


              磷酸和磷酸鹽耐火澆注料在存放過程中或低溫使用條件下,耐火澆注料表面有白色結晶物析出。經化學和X射線的分析,“白毛”為鋁鹽和鈣鹽的析晶。在高溫或長期加熱情況下,鋁鹽和鈣鹽轉變成難溶的鹽類,“白毛”也隨之消失。這種現象在一般情況下對耐火澆注料性能無影響。但析出過多,會使澆注料內部結構疏松,強度降低,甚至崩散,在存放或使用過程中應加以注意。



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