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耐火材料行业知识

聚磷酸盐耐火浇注料的性能和制备工艺

聚磷酸盐耐火浇注料的骨料和粉料,由冶金镁砂、电熔镁砂、镁铬砂、镁铝尖晶石和镁橄榄石等破碎磨细而成。结合剂有磷酸、磷酸盐和聚磷酸盐等。骨料和粉料采用镁铬砂、镁铝尖晶石和镁橄榄石等材料时,可采用磷酸或磷酸盐作结合剂。当采用镁砂时应采用聚磷酸钠作结合剂。因为磷酸或磷酸盐溶液与镁砂反应激烈、速凝,无施工制作时间。聚磷酸钠与铝酸钙水泥和氧化物微粉等复合使用,效果好。
聚磷酸钠按照Na2O/P2O5的摩尔比或聚合度n进行分类,分为焦磷酸钠Na4P2O7、聚磷酸钠(Nan+2PnO3n+1)、偏磷酸钠(NaPO3)n和过磷酸钠。偏磷酸钠的摩尔比为1:1,聚合度n≥1。当n=3时,称为三偏磷酸钠,亦称三聚磷酸钠Na3P3O9,呈白色粉末状,是软水剂,也是不定形耐火材料的良好外加剂;当n=6时,称为六偏磷酸钠Na6P6O18,也呈白色粉末状,是碱性不定形耐火材料的良好结合剂和外加剂。
镁砂耐火浇注料原料:
镁砂耐火浇注料采用烧结和电熔镁砂作耐火骨料和粉料,其颗粒级配为5~2.5 mm,33%;2.5~1.2mm, 22%;1.2~0.6mm,25%;0.6~0.15 mm,20%;镁砂粉细度为0.09mm筛余≤15%;采用浓度为30%或当量浓度为4N的六偏磷酸钠溶液作结合剂,促凝剂用铝酸盐水泥;有的掺加烧结剂,如铁磷或黏土粉等。
镁砂耐火浇注料配制工艺:
配制工艺:将耐火骨料与2/3用量的六偏磷酸钠溶液拌和,待骨料表面全部湿润后,再掺加耐火粉料搅拌均匀,最后加剩余的六偏磷酸钠溶液,继续搅拌1~2min;振动成型后,自然养护3d,不得淋水;环境温度不得低于10℃,越高越好,养护到期,作各种性能检验。
镁砂耐火浇注料性能:
掺加烧结剂作用不大;采用铝酸盐水泥促凝剂,不降低耐火度,却提高了荷重软化温度,同时1000℃烧后耐压强度从19.1MPa提高到26.5~34.8MPa,这是形成Na2O2CaOP2O5矿物所致。从强度变化特征上看,也是中温强度有较大的下降,但绝对值仍大于25MPa,因此不影响镁砂耐火浇注料的使用。强度下降的原因,从岩相分析可知,系因六偏磷酸钠组织结构在加热过程中的变化和基质料未烧结所致。
镁砂耐火浇注料用MgO≥98%的电熔镁砂作耐火骨料和粉料,复合结合剂为聚磷酸钠5%、硅微粉3%和铝酸钙水泥0.5%。另加2%的钢纤维,加水湿混、成型,其性能见表2。它与表1对比看出,采用聚磷酸钠与硅微粉作复合结合剂配制的浇注料,耐压强度提高40%至1.6倍,烧后线变化呈膨胀值。说明该复合结合剂比前者好。
在碱性耐火浇注料中,在保证拌和料和易性的前提下,六偏磷酸钠溶液用量尽量少用,以保证其高温性能;另外,耐火骨料品种、颗粒级配、骨粉料用量、铝酸盐水泥品种和用量等,也影响耐火浇注料的性能,应合理选用。
镁铬质耐火浇注料:
镁铬质耐火浇注料用的耐火骨料和粉料,一般选用废旧镁铬砖、铬铁矿、镁铬尖晶石、镁砂和氧化铬等材料。结合剂用六偏磷酸钠溶液,促凝剂则用铝酸钙水泥和含钙材料等。该浇注料耐火度高、高温体积稳定性好、抗侵蚀性强,在钢包等热工设备上应用,见表3。表中采用废镁铬砖作耐火骨料,编号1的临界粒径为 10mm,进行颗粒级配。编号2的粒径为<15mm统料;耐火粉料为MgO≥92%的镁砂粉和Cr2O3为53%的铬铁矿精矿粉。耐火骨粉料之比为68:32;结合剂为六偏磷酸钠溶液,用量为14~18%。编号1用铝酸钙水泥作促凝剂,编号2则用石灰粉,用量为1.5%。


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