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    耐火可塑料的性質及應用

    發表時間:2018-04-12????發表作者:德仁耐火材料
    耐火可塑料
    耐火可塑料的定義
    耐火可塑料是由粒狀和粉狀物料與可塑黏土等結合劑和增塑劑配合,加入少量水分,經充分混練,所組成的一種呈硬泥膏狀并在較長時間內保持較高可塑性的不定形耐火材料。
     
    耐火可塑料的組成
    耐火可塑料的主要組分是粒狀和粉狀料,約占總量的70%~85%。它可由各種材質的耐火原料制成,并常依材質對其進行分類并命名。由于這種不定形耐火材料主要用于不直接與熔觸物接觸的各種加熱爐中,一般多采用黏士熟料和高鋁質熟料,制輕質可塑料可采用輕質粒狀料。
     可塑性黏土是可塑料的重要組分。它只占可塑料總重的10%-25%,但對可塑料和其使化體的結合強度,對可塑料的可塑性,對可塑料和其硬化體的體積穩定性和耐火性卻影響很大。在一定意義上,可認為黏土的性質和數量控制著可塑料的性質。
     
    耐火可塑料的性質
    (1)可塑料的工作性。一般要求可塑料應具有較高的可想性,且經長時間儲存后,仍具有一定的可塑性。可塑性除了與粘土特性和粘土用量有關,主要取決于水分的數量,它隨水量的增多而提高。但水量過高會帶來不利的影響,一般以5%~ 10% 為宜。
    為了盡量控制可塑料中的黏士用量和減少用水量,可外加增塑劑。其增塑作用可能有以下數種:使黏土顆粒的吸濕性提高,使黏士微粒分散并被水膜包裹;使黏土中腐殖物分散并使黏土顆粒落膠化,使黏士水系統中的黏士做粒間的靜電斥力增高,穩定溶膠,將阻礙溶膠化的離子作為不溶性的鹽排除于系統之外等。可作為增塑別的材料很多,如紙漿廢波、環燒酸、木紊磺酸鹽、木素磷酸鹽、木素鉻酸鹽以及其他無機和有機的膠體保護劑等。欲使可塑料的可塑性在其保存期內無顯著降低,不能采用水硬性結合劑。
    (2)可塑料的硬化與強度
    為了改進以軟質黏士做結合劑的可塑料在施工后硬化緩慢和常溫強度很低等缺點,往往另外加人適量的氣硬性和熱硬性結合劑。如硅酸鈉、磷酸和磷酸鹽和氯化鹽等無機鹽和其聚合物。
    可塑料中無化學結合劑者稱為普通可塑料。此種可塑料在未燒結前強度很低,但隨溫度升高水分逸出而提高。經高溫燒結后,冷態強度增大。在高溫下熱態強度隨溫度上升而降低。各種溫度下的冷態和熱態強度下圖所示。
    耐火可塑料的耐壓強度
    加有硅酸鈉的可塑料在施工后的強度隨溫度升高而增長較快,在施工后可較快地拆模。但是,在干燥過程中,這種結合劑可能向構筑物或制品的表面遷移,防止水分的順利排除,引起表皮產生應力和變形。另外,施工后的可塑料碎屑也不宜再用。含有此種結合劑的可塑料宜用于建造工期較長的大型窯爐和用于爐頂等處。磷酸鋁是可塑料中使用最廣泛的一種熱硬性結合劑。施工后經干燥和烘烤可獲得很高的強度。
    (3)可塑料在加熱過程中的收縮
    可塑料含有較多黏土和水分,在干燥和1000℃以上加熱過程中,往往產生很大的干縮和燒縮。如不加助脹劑的可塑料干縮4%左右,在100-1350℃溫度范圍內出現的總收縮可達7%左右。為防止收縮,減少其危害,還需另外采用助脹劑,即在粘土和配料的其他細分中加入適量(5%-15%)的藍晶石細粉。藍晶石在1380℃左右分解形成真來石和SiO,時,急劇產生15%-20%0的體積膨脹,可抵消可塑料基質部分的高溫收縮,此可塑料在加熱時的變形如下所示。
    耐火可塑料的加熱變化
    可塑料中加人少量藍品石隨刻抵消一部分在高溫中的收縮,但干燥收縮仍然存在。微課解決早熱處理或第一次使用時未達到燒結前的鐵劑穩定,有事可加入適量的小于lum的超細粉,以代替部分黏土,既對減少收縮有所牌益、這對高溫負荷能大力有提高,
    一股而言,由于可塑料中含有相當數量的黏土,其高溫負荷下的變形較其他不定形耐火材料要高。故常將體積穩定性視為一項重要技術指標,并作為質量分級的主要內容。如有有的國家規定:高級粘土質可塑料加熱到1400℃冷卻后的收縮率硬不大于4%;特級粘土質可塑料加熱到1600℃冷卻后的收縮應在2.5%以下。
    (4)可塑料的抗熱震性
      與相同材質的燒結耐火制品和其他不定形耐火材料相比,可塑性耐火材料的抗熱震性較好。其主要原因有以下幾方面: 由硅酸鋁質耐火原料作為粒狀和粉狀料的可塑料,在加熱過程中和在高溫下使用時,不會產生由于晶型轉化而引起的嚴重變形:;在加熱面附近的礦物組成為莫來石和方石英的微細的結晶,玻璃體較少,沿加熱面向低溫側過渡,可塑料的結構和物相是遞變而非激變;可塑料具有均勻的多孔結構,膨脹系數和彈性模量一般都較低等。
     
    耐火可塑料的配制和使用
    耐火可塑料的配制過程:一般先配料,再混練、脫氣并擠壓成條,最后經切割或再擠壓成塊、餅或其他需要的形狀,密封儲存,供應使用。有的也采用其他密實化手段,如經震實、壓實等制成料塊。
    耐火可塑料在施工時不需特別的技術,當用以制成妒襯時,將可塑料由密封容器中取出,鋪在吊掛磚或掛鉤之間,用木錘或氣錘分層(每層厚50-70m)搗實即可。在尚未硬化前,可進行表面加工。為便于使其中水分排出,每隔一定間隔打通氣孔。最后根據設計設脹縮縫。若用以制整體爐蓋,可先在底模上施工,經干燥后再吊裝。
    耐火可塑料特別適用于各種加熱妒、均熱妒、退火爐、滲碳護、熱風爐、燒結爐等處。也可用小型電弧爐的爐蓋、高溫妒的燒嘴以及其他相似的部位。使用溫度主要依所用粒狀和粉狀料的材質決定。如普通粘土質可塑料可用于1300--1400℃溫度下;;優質可塑料用于1400~1500℃;高鋁質可塑料可用于1600-1700℃甚至更高;鉻質可塑料用于1500-1600℃。
     
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