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炭素焙烧炉用低水泥浇注料预制件的优点

添加时间:2022年2月25日  浏览次数:

炭素焙烧炉是将炭素材料在隔绝空气的条件下按照规定的焙烧温度进行间接加热以提高炭素制品的机械强度、导电性和高温性能。目前我国用于焙烧工序的窑炉有很多种窑炉炉体一般形状复杂火道温度高达1350 ℃,且大多采用硅砖、粘土砖、高铝砖等制品来砌筑。这样砌筑的炉子有两个缺点一是存在砖缝难以满足对炉子整体性好的要求二是设计砖型多为异型砖砖体大(最重达500 kg)难以机压成型。采用浇注的方法制成预制件来砌筑炉子可以克服以上缺点。

根据炭素焙烧炉的具体使用条件采用Al2O3 - SiO2系低水泥浇注料技术 ,通过对浇注料的强度热震稳定性和1350 ℃ 3 h烧后永久线变化率等性能进行详细研究研制开发出体积稳定性好的炭素焙烧炉炉底用大型预制件。

低水泥浇注料

利用低水泥浇注料技术采用粒径 ≤0. 074 mm的一级矾土和粒径< 8 mm的二级矾土为主要原料水泥和二氧化硅微粉作为结合系统并引入适量外加剂制备了Al2O3 - SiO2 系浇注料试样。通过对系列试验配方进行优选 ,确定满足设计指标要求的生产配方 ,依照该配方生产出炭素焙烧炉用大型预制件。检测结果表明生产的预制件的强度、抗热震性和 1350 ℃ 3 h烧后的永久线变化率等性能都满足设计指标要求。显微结构分析表明 ,预制件 1350 ℃ 3 h烧后的基质中有大量莫来石晶相 ,另有少量石英和玻璃相

结合系统对浇注料体积密度和强度的影响把二氧化硅微粉、高铝水泥、纯铝酸钙水泥三者共同称为浇注料的结合系统。利用高铝水泥作结合剂的A l2O3 - SiO2系浇注料常温结合强度尚可但是由于高铝水泥带入的 CaOAL2O3SiO2反应生成低熔点长石类物质。如果高铝水泥加入量过多会严重降低浇注料的耐火度从而影响浇注料的高温使用性能。如果引入了10%的高铝水泥使基质中 CaO含量过高 , 1350 ℃烧后基质中存在大量玻璃相,导致试样变形严重不能满足使用要求作为结合体系的水泥和二氧化硅微粉对浇注料的强度起着决定作用。纯铝酸钙水泥作为浇注料的结合剂时浇注料强度明显高于加入高铝水泥的而且加入量大大降低。另外随着水泥加入量的增加浇注料中随水泥引入的CaO含量增加在高温下浇注料易生成长石类低熔物 ,导致材料耐火度下降。因此为了降低结合体系对材料高温性能的影响应降低水泥加入量。选择纯铝酸钙水泥和二氧化硅微粉作为结合体系是可行的。

低水泥浇注料强度较高 ,组织结构致密不利于改善材料热震稳定性。1350 ℃烧后试样显示烧后生成的莫来石相比较多玻璃相较少。由于莫来石生成过程中产生体积膨胀可以弥补烧结过程中浇注料的收缩因此配方中加入适量的膨胀剂可以与矾土中的氧化铝反应来调整浇注料的烧后线变化率保证材料使用时的微膨胀。莫来石的量和材料中颗粒组成决定浇注料抗热冲击的能力莫来石晶相还具有良好的热震稳定性。使用二级矾土作为颗粒料 ,利用矾土中二氧化硅和氧化铝的反应可以产生两个效应 :一是莫来石效应 ,由于生成了莫来石 ,提高了材料抗热震性二是体积效应基于莫来石的生成产生的体积膨胀弥补了烧结时的体积收缩 ,调节了浇注料的永久线变化率 ,保证材料使用时的微膨胀。

关键词:焙烧炉   低水泥浇注料   浇注料预制件   
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