蓄熱式加熱爐的爐墻結(jié)構(gòu)復(fù)雜，溫度波動較大，要求內(nèi)襯用耐火材料具有以下特性；抗高溫氣流和火焰的沖刷及侵蝕能力；高溫體積穩(wěn)定性和抗熱震性好；施工性能優(yōu)良并能保證爐墻各部位施工體質(zhì)量的均勻性。結(jié)合蓄熱式加熱爐的使用要求，在以往自流澆注料研究工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了莫來石質(zhì)自流澆注料的研制。
顆粒的組成對澆注料自流性能的影響
合理的顆粒級配對增加自流料的流動值十分重要，通過大量試驗(yàn)，顆粒組成為大顆粒(>1mm)40%~55%，中顆粒(1~0.074mm)1%~25%，細(xì)粉(<0.074mm)22%~39%時(shí)流動值較好，其中有一最佳值。采用多級配料，最大臨界顆粒尺寸為8mm。
當(dāng)粗細(xì)顆粒比在1.8附近時(shí)，流動值出現(xiàn)最大值。當(dāng)z>1.8時(shí)，澆注料含骨料較多，顆粒彼此接觸形成骨架，基質(zhì)要帶動骨料顆粒發(fā)生流動，就必須克服較大阻力，因此流動值較小;當(dāng)z<1.8時(shí)，細(xì)粉過多，加水后泥料表現(xiàn)出粘性過大，影響自流澆注料的流動性。
超微粉加入量對澆注料性能的影響
硅微粉和活性α-Al2O3微粉的加入量對自流澆注料的影響見表2。從表2可知，α-Al2O3微粉加入量過大時(shí)泥料表現(xiàn)出粘性過大，自流性差;隨著SiO2微粉加入量的增加，流動值逐漸增大，但燒后線變化率較大。當(dāng)α-Al2O3微粉加入2N%~3N%，SiO2微粉加入4M%~5M%時(shí)，有較理想的流動值和物理性能。
表2 微粉加入量對試樣性能的影響
水泥加入量對澆注料性能的影響
水泥加入量對自流澆注料性能的影響見表3。由表3可知，加入適量的水泥有助于初始強(qiáng)度的提高。當(dāng)水泥加入量過少時(shí)，不能滿足自流澆注料的初始強(qiáng)度，而加入水泥量過大時(shí)自流澆注料的流動性降低，同時(shí)燒后線收縮大，材料在使用過程中易造成開裂、剝落、降低使用壽命。
表3 水泥加入量對澆注料性能的影響
外加劑對澆注料性能的影響
在自流澆注料中，外加劑的應(yīng)用十分重要。本次研究選用多種外加劑進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果見表4。由表4可知，采用單一外加劑時(shí)，澆注料流動值較小，無法滿足施工要求。選用兩種以上外加劑復(fù)合使用，流動值增大，強(qiáng)度增高，線變化率較小，材料性能得到較大改善。這主要是復(fù)合外加劑具有解膠、分散、潤濕、排氣等功能，可顯著地改變物料表面性能，達(dá)到減水增強(qiáng)之效果。
表4 外加劑對澆注料性能的影響
膨脹劑對澆注料性能的影響
為使自流澆注料具有良好的自流、脫氣和密實(shí)性能、與傳統(tǒng)的澆注料相比，自流澆注料含骨料較少，基質(zhì)較多，施工加水量也偏高，這往往導(dǎo)致燒后收縮較大，施工加水量也偏高，這往往導(dǎo)致燒后收縮較大，耐壓強(qiáng)度下降。為了對燒后線后所進(jìn)行調(diào)整，以及獲得適宜的常溫和高溫強(qiáng)度，試驗(yàn)研究了不同膨脹劑及加入量對材料性能的影響。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)不添加膨脹劑時(shí)，試樣燒后收縮達(dá)0.5%~0.8%，當(dāng)分別加入膨脹劑a和b時(shí)，依加入量不同，燒后線
變化率在-0.25%~+0.6%之間可任意調(diào)整。為保證基質(zhì)組分構(gòu)成的合理性，膨脹劑a與b以復(fù)合形式加入最好，加入量以5%~8%為宜。該類膨脹劑在1200~1500℃不同的溫度區(qū)間內(nèi)，自身發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)并與基質(zhì)中其他組分發(fā)生高溫化學(xué)反應(yīng)形成高熔點(diǎn)礦物和針柱狀莫來石晶體，伴有體積膨脹效應(yīng)。這種體積膨脹彌補(bǔ)了基質(zhì)的燒結(jié)收縮。增加了材料的體積穩(wěn)定性。同時(shí)，所生成的針柱狀莫來石晶體在基質(zhì)中形成牢固的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能增加材料的強(qiáng)度，改善材料的抗熱震性能。
結(jié)論
(1)物料的顆粒組成和微粉、水泥、外加劑、膨脹劑的加入量對澆注料的流動值等性能有較大影響，是保證莫來石質(zhì)自流澆注料性能的關(guān)鍵。
(2)研制的莫來石質(zhì)自流澆注料具有強(qiáng)度高、抗熱震性優(yōu)良、線變化小、體積穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。
(3)所研制的莫來石質(zhì)自流澆注料施工性能好，能自流、脫氣和密實(shí)，確保施工體質(zhì)量均勻，且施工勞動強(qiáng)度低、效率高。
