轻质隔热耐火浇注料

由轻质耐火骨料与粉料、结合剂和外加剂配制而成的可浇注成型的混合料称为轻质隔热耐火浇注料。由于轻质浇注料体积密度小，热导率低因此也称隔热耐火浇注料。按体积密度分，隔热耐火浇注料可分为半轻质耐火浇注料，体积密度为1.0~1.8g/cm3；轻质耐火浇注料，体积密度为0.4~1.0g/cm3；超轻质耐火浇注料。体积密度为<0.4g/cm3。

按使用温度分轻质隔热耐火浇注料可分为三类：

①低温隔热轻质耐火浇注料，使用温度为600~900℃；

②中温隔热轻质耐火浇注料，使用温度为900—1200℃；

③高温隔热轻质耐火浇注料，使用温度为＞1200℃。

1)低温轻质浇注料 

配制低温轻质耐火浇注料所用的原料主要有：膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、硅藻土和低温陶粒等。可采用的结合剂有普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥和水玻璃等。配制膨胀蛭石浇注料时、膨胀蛭石颗料通常为1~8nnn，膨胀蛭石集料与水泥(硅酸盐水泥或铝酸盐水泥)的质量比可根据体积密度和耐压强度要求不同来调整，一般比例为(35~45)：(55~65)。其体积密度是随膨胀蛭石含量的提高而降低，与此同时强度和热导率也降低。用膨胀蛭石可配制烘干后体积密度在0.4~0.6 g/cm3、热导率在0.08~0.15W／(m·K)的轻质浇注料。

配制膨胀珍珠岩浇注料时，所用的结合剂与膨胀珍珠岩浇注料相似，也可用磷酸盐作结合剂。用普通铝酸钙水泥作结合剂时，膨胀珍珠岩(粒度1~8mm)；与水泥质量比为(35~50)：(50~65)。在此比例范围内，膨胀珍珠岩浇注料的物理性能为：900℃烧后体积密度为0.3~0.7 g/cm3、耐压强度为0.5~0.9MPa，线变化率为~(0.6％~1.2％)，热导率(700℃)为0.06~0.18 W／(m·K)。

2)中温轻质浇注料 

配制中温轻质浇注料所用的原料主要有粉煤灰漂珠、粘土质多孔熟料、轻质粘土砖料、页岩陶粒、粘土质陶粒以及硅酸铝纤维等。配制漂珠轻质浇注料的结合剂可采用铝酸钙水泥或磷酸二氢铝。用铝酸钙水泥作结合剂时，可掺人少量氧化硅微粉(烟尘硅)，配比大致为：漂珠55％~70％、轻质粘土砖分10％~20％、铝酸钙水泥15％~25％、氧化硅微粉3％~5％和微量的外加剂。漂珠轻质浇注料的体积密度、耐压强度和热导率也是随着浇注料中漂珠含量的提高而降低的。下面为不同体积密度漂珠轻质浇注料的理化指标。

用粘土质多孔熟料配制轻质浇注料时，多孔熟料的粒度组成一般为10~5mm 40％~50％，5~2.5mm 25％~35％，2.5~1.0mm 20％~30％。基质(粉料)是由铝酸钙水泥与粘土熟料粉组成。铝酸钙水泥加入量是根据耐压强度要求调节，耐压强度要求越高、水泥加入量也越大。一般骨料与粉料之比为(55~65)：(35~45)。在骨料中也可用漂珠取代部分多孔熟料来调节体积密度，粉料中也可加入适量的氧化硅微粉取代铝酸钙水泥，以形成水合与凝聚复合结合浇注料。典型的多孔熟料配制成轻质浇注料理化性能列于下图。

中温轻质浇注料除漂珠浇注料、多孔熟料浇注料使用较多外，还有陶粒(页岩陶粒、粘土陶粒)浇注料，和由几种中温轻质骨料复合配制成的轻质浇注料。此外，也可以采用硅酸铝短纤维加粘土熟料粉，用铝酸钙水泥或磷酸二氢铝加促硬剂而制成超轻质中温浇注料。

3)高温轻质浇注料 

配制可在1200℃以上使用的高温轻质浇注料的原料有：高铝质、莫来石质、刚玉质、硅质和镁质等多孔熟料或轻质废砖料，氧化铝、氧化锆和莫来石质空心球，含铬或含锆硅酸铝质纤维，多晶莫来石纤维等。但由于原料来源和价格等问题所限，目前工业上采用较多的还是高铝质、莫来石质多孔熟料，少量特殊使用要求的采用氧化铝或氧化锆空心球以及高铝纤维与氧化铝纤维。配制高温轻质浇注料的结合剂有纯铝酸钙水泥、磷酸二氢铝、硫酸铝和硅溶胶等。

用Al2O3含量为65％~72％、体积密度为1.00~1.25g/cm3的莫来石质多孔熟料作集料、纯铝酸钙水泥作结合剂并加有少量氧化硅微粉配制成的莫来石质轻质浇注料的理化性能列于下图。此类浇注料可直接用作1350℃使用的气氛炉内衬。

用Al2O3含量大于98％，自然堆积密度为500~800g/L的氧化铝空心球作为骨料，用α-Al2O3作为粉料，用纯铝酸钙水泥和反应性氧化铝作为结合剂配制而成的氧化铝空心球浇注料理化性能如下：Al2O3含量大于96％；110℃·24h烘干后体积密度1.3~1.6g／cm3；耐压强度3~8MPa；1550℃烧后体积密度1.35~1.6 g／cm3；耐压强度4~12MPa，真气孔率55％~65％；热导率(热面温度1100℃)0.9~1.1W／(m·K)。此类浇注料可直接用作高温(＞1500℃)气氛炉的工作衬。

轻质耐火浇注料的应用范围很广，在冶金、机械、石油化工、电力和建材等工业部门的窑炉、热工设备、烟道和烟窗的内衬中，普遍采用轻质耐火浇注料作为隔热(保温)层。但现在随着轻质耐火浇注料材质的提高和制备技术的进步，也有不少场合直接用作气氛炉窑的工作衬。一般低、中温型轻质浇注料主要作隔热衬，不直接与火焰接触。而高温型轻质浇注料，有很大部分是直接用作不与炉内熔体或固体介质接触的工作衬。尤其是可用作各种加热炉和热处理炉的工作衬，可大大节省能耗。