耐火可塑料是一種不能加水結(jié)合的耐火材料 ,主要應(yīng)用循環(huán)流化床鍋爐。 由于保存時(shí)間短、耐火性能差等缺點(diǎn) ,限制了它的應(yīng)用范圍。 但是這種耐火材料又有一些不可替代的優(yōu)點(diǎn) ,諸如耐火可塑料施工的爐體高溫強(qiáng)度高、熱震性能優(yōu)良、導(dǎo)熱系數(shù)較低、施工方式靈活等。
一：生產(chǎn)配制
新型的耐火可塑料應(yīng)該具有優(yōu)良的可塑性能保濕性能和高溫性能。 要滿足這些條件 ,選擇合適的原料是非常重要的 ,原料應(yīng)具有較好的體積穩(wěn)定性 ,在加熱過程中 ,能與黏土等膠結(jié)劑很好地?zé)Y(jié)和反應(yīng) ,骨料要有適當(dāng)?shù)牧胶图?jí)配 ,一般耐火可塑料骨料臨界粒徑為10 mm以下,骨料量為 55 %～65 % ,粉料量為35 %～45 %。通過強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)和保濕性實(shí)驗(yàn) ,發(fā)現(xiàn)雖然以三級(jí)高鋁和二級(jí)高鋁為主要原料生產(chǎn)的耐火可塑料燒后強(qiáng)度較高 ,但是料的保濕性能較差 ,所以確定用特級(jí)高鋁礬土為主要原料 ,并要求燒結(jié)致密、雜質(zhì)含量低。 為了提高保濕性能 ,應(yīng)嚴(yán)格控制料中的氧化鐵含量。 這種骨料的化學(xué)成分見表1。
二：粘土和微粉加入量的控制
在耐火可塑料中加入結(jié)合黏土 ,它主要起膠結(jié)作用同時(shí)提高其可塑性能和燒結(jié)性能 ,黏土的粒度一般應(yīng)小于200 目。其用量在保證耐火可塑料黏塑性和膠結(jié)能力的情況下 ,應(yīng)盡量減少。如果加入量過多 ,造成可塑料高溫?zé)缶�收縮增加 ,荷重軟化溫度降低 ,高溫蠕變增大。加入量太少 ,無法保證料的可塑性能。通過實(shí)驗(yàn)確定 ,黏土的加入量為 5 %～15 %為宜。為降低耐火可塑料的燒后線變化 ,加入適量的藍(lán)晶石 ,由于藍(lán)晶石在高溫下產(chǎn)生體積膨脹 ,可以抵消耐火可塑料的部分收縮 ,其細(xì)度為150目,加入量控制在5 %左右。為了提高耐火可塑料的可塑性能和熱震性能 ,進(jìn)一步降低原料中的雜質(zhì)含量 ,加入了氧化鋁微粉和硅微粉 ,這樣不但可以提高料的施工性能 ,而且能夠增加制品的中溫及高溫強(qiáng)度。 二者的總加入量一般控制在 6 %～12 %較為合理。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) ,可塑指數(shù)在 14 %左右時(shí) ,耐火可塑料比較硬 ,施工性能較差。 當(dāng)可塑料指數(shù)在 26 %左右時(shí) ,可塑料手感比較柔軟 ,施工較容易。 為了既方便施工又能夠滿足其他各項(xiàng)性能指標(biāo)要求 ,通過反復(fù)實(shí)驗(yàn) ,確認(rèn)耐火可塑料的可塑指數(shù)在 28 %左右為宜。
三：結(jié)合劑的選擇
為了使耐火可塑料有較高的強(qiáng)度和優(yōu)良的保濕性能 ,實(shí)驗(yàn)了多種結(jié)合劑 ,如磷酸、水玻璃和硫酸鋁。通過試驗(yàn)可以證明 ,用磷酸作結(jié)合劑可塑料有較高的強(qiáng)度指標(biāo) ,但由于磷酸的酸性較強(qiáng) ,而且原料中氧化鐵含量較高 ,磷酸很容易和氧化鐵產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng) ,使可塑料的保濕性能變差。 用硫酸鋁作結(jié)合劑 ,可塑料有較長的保濕性能 ,但可塑料的強(qiáng)度指標(biāo)不能滿足使用要求。 以水玻璃作結(jié)合劑 ,在短期內(nèi)料的保濕性能較好 ,但存放時(shí)間較長后 ,耐火可塑料的施工性能惡化。 另外 ,以水玻璃結(jié)合的耐火可塑料在烘烤時(shí) ,由于表面產(chǎn)生的硬殼 ,對可塑料施工體的強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生不利影響。 通過反復(fù)實(shí)驗(yàn) ,確定了磷酸和硫酸鋁兩種結(jié)合劑復(fù)合使用 ,這樣可塑料的保濕性能和強(qiáng)度指標(biāo)都能夠滿足使用要求。
四：外加劑的加入
通過對試塊保濕性能、耐壓強(qiáng)度性能的實(shí)驗(yàn)研究 ,以及對原料成本等綜合考慮 ,最終選擇確定了使用磷酸和硫酸鋁作為復(fù)合結(jié)合劑 ,這樣即可以滿足耐火可塑料的保濕性能要求 ,也能夠滿足其中溫、高溫強(qiáng)度的要求。外加劑種類的影響通過實(shí)驗(yàn)可以看出 ,加入有機(jī)酸 (如草酸) ,糊精等外加劑能夠阻止或延緩結(jié)合劑與耐火材料之間反應(yīng) ,起到延長耐火可塑料保濕性能的作用。 有的外加劑具有油性 ,能夠有效減少可塑料的結(jié)大塊現(xiàn)象 ,這主要從物理方面來延長料的保濕性能。 油性保濕劑和磷酸等主要結(jié)合劑沒有互溶性 ,但可起到減少磷酸和原料之間化學(xué)反應(yīng)機(jī)會(huì)的作用 ,使保濕效果更好。
五：施工
這種耐火可塑料有較為理想的可塑性能 ,黏結(jié)性能好 ,烘干后強(qiáng)度大 ,高溫?zé)竽軌蚝鸵郧暗膬?nèi)襯牢固地結(jié)合在一起 ,可以用來修補(bǔ)加熱爐的噴嘴、爐墻、爐門等部位 ,可以根據(jù)現(xiàn)場的使用情況 ,直接使用攪拌好的料或采取現(xiàn)場攪拌兩種方式施工 ,機(jī)動(dòng)靈活 ,使用比較方便。 這種耐火可塑料保存時(shí)間大于 2 個(gè)月 ,能隨時(shí)滿足使用要求 。