超低水泥浇注料是在低水泥浇注料的基础上进一步减少水泥用量。根据水泥的CaO含量换算成浇注料CaO含量,对于CA-70或CA-80水泥,一般用量在2.5%~5%左右,必须保证浇注料中CaO含量在0.2%~1.0%之问。纯刚玉质超低水泥浇注料,随着水泥数量的减少,CaO含量降低,用水量减少,耐火性能进一步提高。随着超微粉用量增加,浇注料的流动性和抗渣性改善,凝固时间缩短,常温、中温处理后的强度基本不变,1500℃处理后,抗折强度提高,抗热震性变差。
超低水泥刚玉浇注料是凝聚硬化机理,水泥则起迟效促凝剂的作用。
刚玉质超低水泥浇注料对刚玉类型的选择,颗粒组成及原料种类与低水泥刚玉质浇注料基本相同。添加适量Si02超微粉,对浇注料的强度和抗热震性有所提高。
其主要是Si02与Al2O3反应生成莫来石晶体,穿插或弥散在以刚玉为主的骨架结构孔隙中,起增韧作用。综合考虑可加SiO2超微粉2%左右。
研究加入5%氧化铬、电熔镁砂、碳化硅和锆英石,对超低水泥刚玉质浇注料性能的影响如下:
添加电熔镁砂,尤其是工业氧化铬对高温性能有较大提高。但Cr2O3含量不能超过10%,否则不利于浇注料强度提高。含Cr2O3浇注料采用CA-80水泥比用CA-70水泥的浇注料性能好,采用六偏磷酸钠作为反絮凝剂比较合适。添加SiC和锆英石对浇注料性能有一定改善。但在高温下SiC会产生SiO2,而锆英石分解出SiO2,在1600℃下观察发现玻璃相增多。而加入Cr203,在高温下一方面Cr203与Al2O3形成固溶体;另一方面Cr2O3进入玻璃相中,黏度增大,改善刚玉浇注料的高温机械性能。
如果不添加SiO2超微粉等添加物,可以进一步提高刚玉浇注料的纯度。采用基质优化和组合配方,即将基质预先组合好,使浇注料的配方简化为:刚玉颗粒料+组合基质+水泥。其中纯刚玉质超低水泥浇注料的配方如下:板状刚玉颗粒(6~O mm) 70%基质组合(A1M-99)27.5%;CA-270水泥2.5%。
一般的刚玉质超低水泥浇注料(非优化组合)的外加剂有三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、萘磺酸盐甲醛缩合物和聚氰胺类缩合物等,通常加入0.15%~0.80%,用水量在4%~7%,成型后自然养护,不得淋水。
用电熔白刚玉和致密刚玉做骨料和粉料,添加Cr2O3 3%~7%,纯铝酸钙水泥做结合剂,添加平均粒径0.18pm的SiO2超微粉和平均粒径0.82μm的α-Al2O3超微粉,工业六偏磷酸钠为减水剂。在超微粉和减水剂适量的条件下,尽量减少水泥含量。严格控制养护条件,以30~35℃的温度条件为好。
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