耐火骨料是(shi)在耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)(huo)材(cai)料(liao)(liao)(liao)組(zu)成(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)起骨(gu)架作(zuo)用的(de)(de)顆粒料(liao)(liao)(liao),它們是(shi)用各種(zhong)耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)(huo)原(yuan)料(liao)(liao)(liao)經煅燒、破(po)晬或(huo)人工合成(cheng)(cheng)而制成(cheng)(cheng)的(de)(de)、粒度(du)大于(yu)0.088mm的(de)(de)顆粒狀材(cai)料(liao)(liao)(liao)。耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)(huo)骨(gu)料(liao)(liao)(liao)是(shi)耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)(huo)澆(jiao)注(zhu)(zhu)料(liao)(liao)(liao)中(zhong)(zhong)的(de)(de)主要材(cai)料(liao)(liao)(liao),一般占總組(zu)成(cheng)(cheng)的(de)(de)60%以(yi)上。因此,耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)(huo)澆(jiao)注(zhu)(zhu)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)材(cai)質(zhi)一般是(shi)以(yi)所采用的(de)(de)耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)(huo)骨(gu)料(liao)(liao)(liao)材(cai)質(zhi)來命名的(de)(de),如(ru)以(yi)剛玉(yu)作(zuo)骨(gu)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)(huo)澆(jiao)注(zhu)(zhu)料(liao)(liao)(liao)或(huo)耐(nai)(nai)火(huo)(huo)(huo)(huo)搗打料(liao)(liao)(liao),稱(cheng)為剛玉(yu)質(zhi)澆(jiao)注(zhu)(zhu)料(liao)(liao)(liao)或(huo)剛玉(yu)質(zhi)搗打料(liao)(liao)(liao)。
耐火骨料可分為粗骨料(>3mm)和細骨料(3〜0.088mm),粉料可分為細粉(0.088〜0.01mm)和超細粉(<0.01mm),耐火骨料在組成中用量最多并起骨架作。粉料除起著填充空隙、改善施工性能和保證密實作用外,有時還與某些結合劑發生反應,使耐火澆注料具有強度或改善其他性能。粉料可采用與耐火骨料相同的材質,實際應用中粉料的材質往往高于耐火骨枓的材質。生產隔熱不定形耐火材料時。應選用隔熱骨料,其顆粒密度應小于耐火骨料的顆粒級配奮連續級配和間斷級配之分,
間斷級配是柚掉連續組配中某一粒度區間而成。在耐火澆注料的配料中,由丁-所用耐火骨料的最人粒徑偏小,一般釆用連續級配。合理選擇顆粒形狀和級配,可以獲得最大的密實度和良好的施工性能。不同品種的耐火澆注料應選擇適宜的顆粒級配,在實際應用中根據使用要求通過試驗確定其顆粒級配組成。
耐火骨料的材質有粘土質、高鋁質、剛玉質、硅質、鎂質、鎂鋁尖晶石質
等。
按氣孔率可分為耐火致密骨料(又稱耐火重質骨料)和隔熱輕質骨料(又稱多孔骨料)。耐火致密骨料指氣孔率小于30%的骨料。耐火致密骨料又可分為特致密骨料(氣孔率小于3%)、高致密骨料(氣孔率3%~10%)和普通致密骨料(氣孔率10%~30%)。隔熱輕質骨料系指氣孔率大于45%的骨料。隔熱輕質骨料又可分為普通輕質骨料(氣孔率45%~80%)、超輕質骨料(氣孔率大于80%)和特種輕質骨料(如氧化鋯、氧化鋯空心球等)。
耐火致密骨料
在耐火澆注料組成中起骨架作用的致密質耐火顆粒原料。粒徑在3mm以上的顆粒料稱為粗骨料,料徑小于3mm的顆粒料稱為細骨料。
按耐火致密骨料材質可分為粘土質、高鋁質、硅質、堿性、特殊骨料等主要品種。
用作耐火澆注料的骨料由耐火原料加工制備,除根據使用要求決定其顆粒組成外,技術性能要求與其他耐火原料的基本相同。
耐火澆注料用粘土質骨料(YB2214)和高鋁質骨料(YB2215)的技術條件。
半硅質骨料以蠟石為主,此種骨料也可以不經煅燒直接使用,如用作具有一定耐酸性能的耐火澆注料的骨料,Al2O3含量可以比一般耐火原料的要求降低一些。
硅質骨料以SiO2含量不低于96%的硅石作為主要原料或以廢硅磚制成顆粒,也可以硅石為主適量加入一些廢硅磚顆粒混合組成。
堿性骨料有鎂質、鎂橄欖石質、白云石質等品種,常用的有燒結鎂砂、電熔鎂砂和燒結白云石等。
特殊骨料以人造合成原料為主,如尖晶石、碳化物、氮化物等,也采用天然原料如鋯英石、鉻鐵礦等,剛玉、合成莫來石也常歸入此類。此外,鉻渣也是一種常用的優質特殊骨料。
其他骨料有以高爐礦渣、廢耐火磚制備的顆粒料,或者以白砂石(泡砂石)、安山巖、玄武巖等制備的顆粒料。
耐火原料經破碎、篩分,制備不同粒徑的骨料。粗碎一般采用顎式破碎機或反擊式破碎機,中碎或細碎采用圓錐式破碎機或對輥式破碎機,破碎后再經篩分制得各種粒徑骨料。除用于大型熱工設備內襯外,最大粒徑不宜超過15mm。骨料顆粒的形狀主要取決丁物料本身的性質及所選用破碎機的種類,顆粒形狀大致可分為如下3種:
(1)長度方向比其他兩度方向大得多,如纖維狀、針狀;
(2)兩度方向比其他一度方向大得多,如薄片狀;
(3)三度方向大致均衡,如立方體或球狀。
在原料一定的情況下,顆粒形狀主要取決于破碎機種類。沖擊式破碎機如錘式和圓錐式破碎機出料形狀主要是尖棱狀顆粒。耐火骨料的顆粒形狀對不定形耐火材料的施丄性能有較大的影響。片狀、柱狀、針柱狀、棱角狀等不規則形狀的顆粒,配制成的泥料流變性能較差,而近圓球狀和圓球狀的顆粒配制成的泥料流變性能較好。因此,不規則形狀的骨料顆粒用于配制噴涂料、搗打料較好,冇利于顆粒之間的穿插、咬合和釘銷作用,可提高結合強度。而近球狀和圓球狀顆粒可用于配制澆注料、涂抹料和壓注料,有利于改善泥料的流變性,提高觸變性,從而有利于提高體積密度。
在配制耐火澆注料時,應避免采用針狀、薄片狀顆粒,盡可能選用圓球狀或帶尖棱近于立方體的顆粒。為了改善不定形耐火材料的均質性,同時考慮較小顆粒組成的混合料便于裝袋運輸和施工,骨料粒徑有減小的趨勢。耐火澆注料的強度并不取決于骨料粒徑,所以較小粒徑的骨料應用增多。但是,為滿足某些特定的使用要求,有時仍需采用較大粒徑的骨料。隨著對不定形耐火材料的使用要求的不斷提高,需要提高骨料的燒結質量,精選分級,采用人工合成原料,深入研究骨料級配的合理組成。
在耐火澆注料的配料中,耐火骨料一般分為粗顆粒骨料、中顆粒骨料和細顆粒骨料。粗、中、細骨料的粒徑尺寸范圍與骨料的臨界粒徑(即最大粒徑)有關。如骨料的最大粒徑為8mm時,粗骨料粒徑范圍為8〜3mm,中骨料粒徑范圍為3〜1mm,細骨料粒徑范圍為1〜0.088mm(或0.074mm)。小于0.088〈或0.074mm)的稱為粉料(或稱為基質料)。又如骨料最大粒徑為3.5mm的,則粗骨料粒徑范圍為3.5〜1.5mm,中骨料粒徑為1.5〜0.5mm,細骨料粒徑為0.5〜0.074mm。理想的骨料顆粒級配應當是能達到最緊密堆積,即粗顆粒相互接觸堆積后所留下的空隙被中顆粒所允填,中顆粒充填后所留下的微小空隙被細顆粒所充填,由此形成骨架,其余的空隙由粉料充填。但由于耐火骨料的顆粒形狀很不規則,因此實際生產上很難取得理想的骨料顆粒級配。通常骨料級配由試驗確定,一般骨料的粗、中、細級配比為35〜45:30〜40:15〜25。
多(duo)(duo)(duo)(duo)數耐火骨料(liao)顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)為多(duo)(duo)(duo)(duo)相(xiang)多(duo)(duo)(duo)(duo)晶物料(liao),因(yin)(yin)此(ci)耐火骨料(liao)顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)形狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)既與材(cai)料(liao)本身(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)各相(xiang)晶體(ti)(ti)結構(gou)、結晶習性和(he)雜質含量有(you)(you)關(guan),也與材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加工處理方(fang)法(fa)(fa)有(you)(you)關(guan)。如采用(yong)(yong)電熔(rong)法(fa)(fa)制(zhi)得(de)(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)莫來(lai)石,因(yin)(yin)莫來(lai)石是從熔(rong)體(ti)(ti)中析出來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de),多(duo)(duo)(duo)(duo)為自形晶,故按莫來(lai)石的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結晶習性,多(duo)(duo)(duo)(duo)呈(cheng)柱(zhu)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)多(duo)(duo)(duo)(duo)晶聚集體(ti)(ti),破(po)碎時是沿著(zhu)結合(he)力較(jiao)(jiao)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)長度(du)(du)方(fang)向晶界斷裂(lie),破(po)碎后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)也多(duo)(duo)(duo)(duo)呈(cheng)柱(zhu)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)多(duo)(duo)(duo)(duo)晶顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)。向燒結法(fa)(fa)制(zhi)得(de)(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)莫來(lai)石,因(yin)(yin)晶體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發育(yu)生(sheng)長受到周圍環境的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制(zhi)約,有(you)(you)針狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)、柱(zhu)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)、板狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)和(he)粒(li)(li)(li)(li)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)等形態(tai),而且是無規則的(de)(de)(de)(de)(de)(de)互相(xiang)穿插生(sheng)長,因(yin)(yin)而破(po)碎后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)呈(cheng)無規則形態(tai),有(you)(you)片狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)、針柱(zhu)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)、棱(leng)角(jiao)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)等形態(tai)。另一方(fang)而,破(po)碎后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐火骨料(liao)顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)形態(tai)還與材(cai)料(liao)本身(shen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)致(zhi)(zhi)密度(du)(du)和(he)破(po)碎方(fang)式(shi)(shi)(shi)有(you)(you)關(guan)。如對特致(zhi)(zhi)密和(he)高致(zhi)(zhi)密的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高鋁礬土(tu)熟料(liao)而言,如果采用(yong)(yong)沖(chong)擊(ji)式(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)或(huo)擠壓式(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)破(po)碎方(fang)式(shi)(shi)(shi),破(po)碎出來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)骨料(liao)顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)多(duo)(duo)(duo)(duo)呈(cheng)片狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)或(huo)棱(leng)角(jiao)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang);如果采用(yong)(yong)研磨(mo)式(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)破(po)碎方(fang)式(shi)(shi)(shi),則多(duo)(duo)(duo)(duo)呈(cheng)不(bu)規則的(de)(de)(de)(de)(de)(de)粒(li)(li)(li)(li)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)或(huo)近圓(yuan)球狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)。因(yin)(yin)此(ci)要(yao)制(zhi)取較(jiao)(jiao)適合(he)耐火澆注料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)骨料(liao)顆(ke)(ke)(ke)粒(li)(li)(li)(li)形狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)應(ying)選用(yong)(yong)較(jiao)(jiao)合(he)適的(de)(de)(de)(de)(de)(de)破(po)碎方(fang)式(shi)(shi)(shi)。