無(wú)水泥耐火澆注料也稱為超微粉結(jié)合耐火澆注料,是在超低水泥耐火澆注料的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,由于該澆注料中的CaO含量小于0.2%,形成的鈣鋁黃長(zhǎng)石等低熔物也很少,因此高溫性能優(yōu)良,在窯爐等熱工設(shè)備的重要部位應(yīng)用較多,效果較好。
無(wú)水泥耐火澆注料的品種有硅酸鋁質(zhì)、剛玉質(zhì)、莫來(lái)石質(zhì)、鎂質(zhì)、鋁鎂質(zhì)和Al2O3-siC-C質(zhì)等,其性能各有特色,因此應(yīng)用范圍和應(yīng)用部位也不同。本節(jié)主要?jiǎng)偸龉杷徜X質(zhì)、剛玉質(zhì)和鎂質(zhì)無(wú)水泥耐火澆注料。
無(wú)水泥耐火澆注料的凝結(jié)硬化是通過(guò)超微粉的凝聚實(shí)現(xiàn)的,即由凝聚結(jié)合而獲得強(qiáng)度,而外加劑只起促進(jìn)作用,其硬化機(jī)理前已述及。所以,在無(wú)水泥耐火澆注料中,超微粉占有極其重要的地位。無(wú)水泥耐火澆注料是高級(jí)耐火澆注料,應(yīng)采用優(yōu)良的原材料及外加劑配制。其配制原則和強(qiáng)度變化特征,與低水泥耐火澆注料的基本相同,影響性能的因素也基本類似。
耐火骨料用量為70%左右,耐火粉料和超微粉的合用量約為30%:超微粉用量應(yīng)根據(jù)其品種經(jīng)試驗(yàn)確定,一般為5%-15%?；钚許O2超微粉的適宜用量為5%-7%,其余超微粉的為7%-10%。例如,摻加SiO2超微粉5%和摻加a-Al2O3超微粉10%,則超微粉總用量為制無(wú)水泥耐火澆注料,一般采用復(fù)合超微粉:外加劑品種和用量,與超低水泥耐火澆注料的相同，應(yīng)優(yōu)先選用高效減水劑;用水量4%-6%。
無(wú)水泥耐火澆注料的烘干強(qiáng)度較低,隨著加熱溫度的升高,強(qiáng)度顯著增加,達(dá)到1390-1500℃時(shí),其耐壓和抗折強(qiáng)度的最高值分別為130MPa和22MPa；硅酸鋁無(wú)水泥耐火澆注料的燒后線變化呈較大的膨脹,而電熔剛玉質(zhì)的則略有收縮。鋁鎂質(zhì)無(wú)水注料則呈微膨脹,與超低水泥耐火澆注料相比,無(wú)水耐火澆注料的高溫性能有較大改善。
電熔剛玉質(zhì)無(wú)水泥耐火澆注料的巖相鑒定證明,其基質(zhì)中的主要物相為莫來(lái)石和被莫來(lái)石包裹的剛玉。莫來(lái)石晶型極不規(guī)則,盤根錯(cuò)節(jié)的交織在一起。同時(shí),莫來(lái)石中的A2O3和SIO2含量波動(dòng)范圍較大,這是由于摻加SiO2超微粉后在高溫下形成了高新度的液相,影響了莫來(lái)石的形成和生長(zhǎng)發(fā)育所致。與低水泥和超低水泥耐火澆注料相比,A2O3和SiO.沒(méi)有被CaO消耗,因此莫來(lái)石的生成澆注料的高溫性能優(yōu)良。
通過(guò)超微粉品種對(duì)澆注料抗折強(qiáng)度的影響表明。澆注料為電熔剛玉質(zhì)的,其配合比和工藝條件相同。隨著加熱溫度的升高,無(wú)水泥耐火澆注料的燒后抗折強(qiáng)度提高。三組試樣的烘干抗折強(qiáng)度基本相似,其后,摻加a-Al2O3超微粉的無(wú)水泥澆注料,其燒后抗折強(qiáng)度最低,摻加活性SiO2超微粉的明顯提高,摻加活性SO32和a-Al2O3復(fù)合超微粉的無(wú)水泥耐火澆注料,其燒后抗折強(qiáng)度最高。因此,配制無(wú)水泥耐火澆注料時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用以活性SO2超微粉為主組成的復(fù)合超微粉以利于提高或改善其高溫性能。
在無(wú)水泥耐火澆注料料中,CaO含量的上限為0.2%,因此應(yīng)選用CaO含量少的耐火原料,配制無(wú)水泥耐火澆注料。生產(chǎn)實(shí)踐證明,這種無(wú)水泥耐火澆注料,最好與高鋁質(zhì)原材料、鎂質(zhì)類材料及含碳材料配合使用,方可達(dá)到良好的技術(shù)效果。
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