耐火材料分為定型耐火材料和不定型耐火材料。不定型耐火材料通常指澆注料,是由多種骨料或集料和一種或多種粘和劑組成的混合粉狀顆料,使用時和一種或多種液體配合攪拌均勻,具有較強的流動性和可塑性。
耐火澆注料是目前生產(chǎn)與使用廣泛的一種不定形耐火材料。主要用于構(gòu)筑各種加熱爐內(nèi) 襯等整體構(gòu)筑物。某些品種也可用于冶煉爐。如鋁酸鹽水泥耐火澆注料可廣泛用于各種加熱爐和其他無渣、無酸堿侵蝕的熱工設(shè)備中。
配制磷酸耐火澆注料采用粘上熟料或礬土熟料作耐火骨料和粉料,其用量分別為65~74%和24~35%。在實際的生產(chǎn)中常用配合比見表1。耐火骨料為粒徑小于15mm的統(tǒng)料,顆粒級配測定為15~5mm50%,5~2.5mm24%,小于2.5mm26%。耐火粉料細度為小于0.09mm的大于80%。促凝劑為525#高鋁水泥,其用量視施工條件和常溫強度要求而定。一般用量為2%左右,環(huán)境溫度較低時,應(yīng)適當(dāng)增加用量,不要求常溫強度時可不加或少加高鋁水泥。
應(yīng)當(dāng)指出,磷酸耐火澆注料中摻加5%軟質(zhì)粘土,5~10%剛玉粉、藍晶石粉、碳化硅粉和鉻渣粉等外加物,可改善和提高其高溫使用性能。例如,線收縮變?yōu)榫€膨脹,荷重軟化溫度能提高幾十度,強度也有所提高。
從成型性能上看,當(dāng)磷酸濃度一定時,用量少料干,不易成型;用量多料稀,成型后凝結(jié)硬化較慢。當(dāng)磷酸用量一定時,濃度高的料干不易成型;從荷重軟化溫度上看,隨著磷酸用量和濃度的增加而略有降低之趨勢。磷酸用量對耐火澆注料燒后耐壓強度也有影響,當(dāng)耐火澆注料組成及磷酸濃度一定時,其燒后耐壓強度隨著磷酸用量的增加而降低。
速凝現(xiàn)象主要指膠結(jié)劑與粉料、促凝劑等迅速而激烈反應(yīng),在骨料顆粒周圍形成薄薄的包裹層硬殼,致使?jié)沧⒘铣尚屠щy并降低耐壓強度甚至完全沒有強度。一般情況下,當(dāng)磷酸和磷酸鹽耐火澆注料組成、促凝劑和膠結(jié)劑用量一定時,膠結(jié)劑濃度過大,則產(chǎn)生速凝現(xiàn)象。因為膠結(jié)劑濃度過大,與粉料、促凝劑和骨料之間的反應(yīng)速度快。在這種情況下,向拌和物中加磷酸溶液或水,料的表面很濕,澆注料成型后仍是不凝固的。因為促凝劑已經(jīng)與高濃度磷酸迅速反應(yīng)完畢,反應(yīng)產(chǎn)物黏附于顆粒周圍,但松散顆粒之間并沒有形成牢固的結(jié)合。另外,摻加促凝劑過量或料中混進含Mgo和Cao等材料時,也可能產(chǎn)生速凝現(xiàn)象。
膠結(jié)劑種類不同,對耐火澆注料的性能也有某些影響。還應(yīng)指出,膠結(jié)劑濃度和用量的佳值,隨著耐火骨料和粉料和品種及成型方法的不同,也有差異。另外,當(dāng)原材料含水率過高時,應(yīng)適當(dāng)提高膠結(jié)劑的濃度或減少用量,否則會降低耐火澆注料的性能或者可能產(chǎn)生緩凝或不凝現(xiàn)象,致使耐火澆注料不能使用。