不粘鋁澆注料是以(yi)特級高鋁(lv)礬土(tu)骨(gu)料(liao)為(wei)主，添加(jia)α-Al2O3微粉(fen)，棕剛(gang)玉(yu)細(xi)粉(fen)以(yi)及一(yi)種添加(jia)劑，以(yi)純鋁(lv)酸(suan)鈣水泥為(wei)結合劑，制備(bei)的耐(nai)火澆注料(liao)，分別檢測其常溫及高溫燒后(hou)指(zhi)標。結果(guo)表明，該(gai)澆注料(liao)具有強度高、抗鋁(lv)水滲透性好(hao)等(deng)優點。
實驗過程：
原料選擇
由于SiO2含量較高的材料容易與鋁及鋁合金發生反應，對這類耐火才老侵蝕嚴重，因此選用了Al2O3含量較(jiao)高的一(yi)批材料(liao)，以提高澆注料(liao)的抗鋁(lv)水滲透能力(li)。實驗主(zhu)要(yao)原料(liao)：優質(zhi)特級(ji)礬土、棕剛玉(yu)、α-Al2O3微粉(fen)、硅微粉(fen)、鋁(lv)酸鈣水泥、外加劑等(deng)。
表1 主(zhu)要(yao)原料理化(hua)指(zhi)標
試驗配方
為(wei)了考證不(bu)同組(zu)分(fen)對耐火澆注料理化(hua)指標的(de)影響，進(jin)行(xing)了大(da)量(liang)的(de)實驗，這(zhe)里(li)只列舉了以下具有一定代表性的(de)幾組(zu)配方進(jin)行(xing)說明，每組(zu)配方中骨料基質配比為(wei)70:3。
表2 耐火澆注(zhu)料實驗配比
試樣制(zhi)備(bei)及理化指標
按照配(pei)方進行嚴格稱(cheng)量(liang)，在(zai)攪拌(ban)機內干混(hun)均勻后，加入適(shi)量(liang)清潔水(shui)攪拌(ban)充分，振動成型制(zhi)成40mm×40mm×160mm條樣，自然(ran)養護24h后脫模(mo)，經110℃×24h烘(hong)干后，分別在(zai)1000℃進行熱處理(li)，觀察(cha)各個配(pei)方的性(xing)能指標情況。
實驗各配(pei)方性能指標檢測(ce)如(ru)下：
表3 各配方性能(neng)指標
實驗結果分析
水泥與強度變(bian)化關系(xi)
C、D兩組(zu)主(zhu)要比(bi)較水(shui)泥量(liang)多少對(dui)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)指(zhi)標的(de)影(ying)響。通過大量(liang)實驗數據表明，常(chang)(chang)溫下試(shi)樣的(de)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)主(zhu)要由純鋁酸(suan)鈣(gai)(gai)水(shui)泥提供，水(shui)泥加(jia)(jia)(jia)(jia)入(ru)(ru)量(liang)越(yue)多則強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)越(yue)高(gao);但經過高(gao)溫處理后(hou)(hou)，鋁酸(suan)鈣(gai)(gai)水(shui)泥加(jia)(jia)(jia)(jia)入(ru)(ru)量(liang)多的(de)，燒后(hou)(hou)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)下降(jiang)(jiang)厲害;而加(jia)(jia)(jia)(jia)入(ru)(ru)量(liang)較少的(de)，燒后(hou)(hou)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)則明顯提升。一般(ban)水(shui)泥加(jia)(jia)(jia)(jia)入(ru)(ru)量(liang)在7%左右為(wei)臨(lin)界(jie)點，少于7%的(de)燒后(hou)(hou)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)一般(ban)為(wei)增加(jia)(jia)(jia)(jia)，高(gao)于7%時(shi)燒后(hou)(hou)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)則開始下降(jiang)(jiang)。綜合考慮施(shi)工(gong)因素，水(shui)泥量(liang)加(jia)(jia)(jia)(jia)入(ru)(ru)太(tai)低(di)會影(ying)響脫模(mo)時(shi)間、脫模(mo)強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)、常(chang)(chang)溫強(qiang)(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)等，純鋁酸(suan)鈣(gai)(gai)水(shui)泥最終加(jia)(jia)(jia)(jia)入(ru)(ru)量(liang)確定為(wei)6%。
水(shui)泥的加入量與強度(du)關系基本上滿足(zu)圖1所示。
圖1 水泥加入量與強度關(guan)系圖
鋁微粉、棕剛玉與材料強度(du)變化(hua)關系(xi)
試樣中基質料α-Al2O3微粉、棕剛玉粉等一方面因為較細，一般為325目以上，加入后能起到很好的填充作用，對強度指標由較大幫助;另一方面，α-Al2O3微粉(fen)(fen)的(de)活性會使其在較(jiao)低的(de)溫度下(xia)發生水化并(bing)與體系中的(de)SiO2發生反應生成莫來石(shi)，與純鋁(lv)酸鈣水泥共同作用提(ti)高試樣的(de)高溫處理后的(de)強度，因此，我們選擇了α-Al2O3微粉(fen)(fen)和棕剛玉粉(fen)(fen)加入(ru)量相(xiang)對(dui)較(jiao)多的(de)、強度和氣孔等(deng)指標均優于前面(mian)幾組配(pei)方(fang)的(de)C配(pei)方(fang)，在此配(pei)方(fang)的(de)基礎上進行抗侵(qin)蝕試驗，以確定最佳的(de)實驗方(fang)案(an)。
材料的(de)抗侵蝕(shi)研究
我們選擇的(de)是一(yi)種復(fu)合外(wai)加劑，加入外(wai)加劑的(de)目的(de)是使其優先于其他成分(fen)(fen)與滲透(tou)(tou)入耐火材料(liao)氣孔中的(de)鋁水(shui)發生化學(xue)反(fan)應，生成一(yi)種較(jiao)(jiao)穩定的(de)物質，形成一(yi)層(ceng)致密的(de)阻隔層(ceng)，從而有效(xiao)地阻擋(dang)了鋁水(shui)的(de)進一(yi)步侵蝕，起到抗滲透(tou)(tou)的(de)作(zuo)用，在C組配方的(de)基礎上，分(fen)(fen)別(bie)(bie)加入復(fu)合外(wai)加劑，加入量分(fen)(fen)別(bie)(bie)為a、2a、3a。分(fen)(fen)別(bie)(bie)將幾組試樣充分(fen)(fen)攪拌(ban)后(hou)制作(zuo)成70mm×70mm×70mm，內(nei)空為ΦΦ30mm×40mm的(de)試塊，脫模(mo)后(hou)自然養護24h，再經過10℃×2h烘干，裝(zhuang)入渣樣進行1000℃×3h熱處理后(hou)，分(fen)(fen)別(bie)(bie)比較(jiao)(jiao)切面侵蝕情況。
從切(qie)面(mian)發(fa)現，A、B、C組(zu)(zu)(zu)切(qie)面(mian)侵蝕(shi)層呈發(fa)散狀，侵蝕(shi)相對較(jiao)多(duo)，A組(zu)(zu)(zu)尤為嚴(yan)重；而(er)F組(zu)(zu)(zu)顯得比較(jiao)光(guang)潔，侵蝕(shi)層呈一(yi)條較(jiao)明顯的(de)線狀，是由于(yu)鋁(lv)水與(yu)外(wai)加(jia)劑(ji)(ji)反應(ying)生成一(yi)層致密層所致;E組(zu)(zu)(zu)、G組(zu)(zu)(zu)的(de)情況(kuang)雖優于(yu)A、B、C組(zu)(zu)(zu)，但與(yu)F組(zu)(zu)(zu)比較(jiao)均都相對要差，因此(ci)，這種外(wai)加(jia)劑(ji)(ji)的(de)加(jia)入(ru)量并不(bu)是越多(duo)越好，在加(jia)入(ru)量2a時，外(wai)加(jia)劑(ji)(ji)與(yu)鋁(lv)水反應(ying)充分，材料具有(you)優良的(de)抗(kang)鋁(lv)水潤濕性，抗(kang)侵蝕(shi)性最好。
外加劑加入量與抗侵蝕性關系圖
工業應用
2011年(nian)(nian)10月，重慶某(mou)大(da)型鋁(lv)廠(chang)(chang)一期工(gong)程開(kai)始使用我廠(chang)(chang)開(kai)發的不(bu)粘鋁(lv)澆(jiao)注(zhu)料(liao)進行施工(gong)，共(gong)使用不(bu)粘鋁(lv)澆(jiao)注(zhu)料(liao)400余(yu)噸，2012年(nian)(nian)2月正式投(tou)產，用戶(hu)反應良好。
結論
研制的不粘鋁澆注料具(ju)有(you)良好(hao)的抗(kang)鋁水(shui)滲透(tou)性，工業應用效果良好(hao)。