氧化鋁微粉對(duì)耐火澆注料性能的影響.doc

氧化鋁微粉對(duì)耐火澆注料性能的影響2010-08-14 15:14加入氧化鋁微粉對(duì)耐火澆注料冷態(tài)強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度、熱震穩(wěn)定性、流動(dòng)度及耐堿性的影響，比較了不同廠家氧化鋁微粉在使用中的差異。結(jié)果表明：加入氧化鋁微粉的試樣與未加入氧化鋁微粉的試樣相比，中低溫冷態(tài)強(qiáng)度和耐堿性能均有明顯提高；抗熱震穩(wěn)定性能較差；高溫冷態(tài)強(qiáng)度和高溫強(qiáng)度略有降低；對(duì)流動(dòng)度沒(méi)有影響。使用不同廠家氧化鋁微粉的澆注料強(qiáng)度有差異，針對(duì)本配方系統(tǒng)，澆注料使用氧化鋁微粉B具有優(yōu)良的力學(xué)性能。鄭州玉發(fā)集團(tuán)是中國(guó)最大的白剛玉生產(chǎn)商，和中科院上海硅酸鹽研究所成立玉發(fā)新材料研究中心研究生產(chǎn)多品種氧化鋁。專(zhuān)注白剛玉和煅燒氧化鋁近30年，因?yàn)閷?zhuān)注所以專(zhuān)業(yè)，聯(lián)系QQ2596686490，電話156390七七八八一。Al2O3的晶型有：、等。當(dāng)外界條件改變時(shí)，晶型會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變。在Al2O3的變體中，由于-Al2O3（密度為3.99g/cm3）中的氧是最緊密堆集，故只有-Al2O3（剛玉）是穩(wěn)定的，其他晶型都不穩(wěn)定，在加熱時(shí)將轉(zhuǎn)變成-Al2O3。除剛玉外，常見(jiàn)的Al2O3晶型應(yīng)為-Al2O3，-Al2O3具有尖晶石結(jié)構(gòu)，但在其結(jié)構(gòu)中，某些四面體的空隙沒(méi)有被充填，因而-Al2O3的密度（3.65g/cm3）較剛玉小。當(dāng)Al(OH)3加熱脫水時(shí)，約在450形成-Al2O3，-Al2O3加熱到較高溫度轉(zhuǎn)變?yōu)閯傆?。但這種轉(zhuǎn)變要在1000以上時(shí)，轉(zhuǎn)化速度才比較快。氧化鋁的其他一些不穩(wěn)定晶型也都是Al(OH)3加熱脫水時(shí)，在不同條件下形成的。-Al2O3為無(wú)定形態(tài)，但也有人認(rèn)為它是介于無(wú)定形與晶態(tài)之間的過(guò)渡態(tài)。由于-Al2O3是Al2O3各種形態(tài)中唯一在常溫下能自發(fā)水化的形態(tài)，可以作為耐火材料澆注料的膠結(jié)劑，因此近年來(lái)受到了重視。實(shí)驗(yàn)用主要原料如下：高鋁礬土熟料，純鋁酸鈣水泥，SiO2微粉，Al2O3微粉。骨料與基質(zhì)料的質(zhì)量比為7624，固定其他條件不變，改變Al2O3微粉的加入量：不加Al2O3微粉(試樣1#)和加入4%的Al2O3微粉（試樣2#），先干混1min后加適量水?dāng)嚢?min混勻，先用水泥膠砂流動(dòng)度測(cè)定儀測(cè)其30s和60s的流動(dòng)值，然后澆注成型，24h后脫模，脫模后養(yǎng)護(hù)24h。試樣經(jīng)烘干（11024h）和熱處理后（11003h和13503h），分別測(cè)其體積密度、線變化率、冷態(tài)強(qiáng)度、高溫抗折強(qiáng)度和耐堿性能，水冷法測(cè)試1100抗熱震性。1.對(duì)強(qiáng)度的影響加入Al2O3微粉后的試樣體積密度較未加Al2O3微粉的試樣的體積密度要大，這是由于Al2O3微粉的密度大，顆粒粒徑小，用Al2O3微粉代替礬土細(xì)粉增加了試樣的堆積密度，進(jìn)而使試樣中的物料之間堆積更加緊密，其低溫和中溫性能好。但是礬土細(xì)粉中含有少量SiO2,可以與Al2O3反應(yīng)生成莫來(lái)石，生成的莫來(lái)石提高了試樣的力學(xué)性能，若Al2O3微粉代替礬土細(xì)粉后基質(zhì)部分生成的莫來(lái)石含量減少，造成了試樣高溫力學(xué)性能的下降。2.對(duì)流動(dòng)性的影響圖1為試樣在30s和60s的流動(dòng)性測(cè)試結(jié)果，從圖上可以看出用Al2O3微粉代替礬土細(xì)粉在流動(dòng)性上對(duì)澆筑料幾乎沒(méi)有影響，對(duì)施工性能也沒(méi)有造成影響。3.對(duì)熱震穩(wěn)定性的影響熱震測(cè)試結(jié)果為：試樣1#25次，試樣2#6次，熱震結(jié)果差異大的原因?yàn)槲醇尤階l2O3微粉的試樣中生成的莫來(lái)石相為纖維狀，具有增強(qiáng)作用，提高了熱震穩(wěn)定性，而且莫來(lái)石纖維與基質(zhì)相在溫度驟變的狀態(tài)下由于導(dǎo)熱系數(shù)不同，產(chǎn)生微裂紋，微裂紋的存在吸收了大量的熱應(yīng)力，從而大大提高了抗熱震效果。4.對(duì)耐堿性能的影響圖2和圖3是試樣耐堿性能的比較，其中沒(méi)有加入氧化鋁粉的耐堿塊側(cè)面出現(xiàn)很明顯的“堿裂”，裂紋寬度達(dá)到23mm（二級(jí)耐堿）；而加入氧化鋁粉的耐堿塊沒(méi)有出現(xiàn)明顯的裂紋，拐角的脫落是切割機(jī)切割不均勻所導(dǎo)致的（一級(jí)耐堿）。這表明澆注料的耐堿性能也是與組織結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的，澆注料的結(jié)構(gòu)越致密，結(jié)構(gòu)缺陷越少，則其耐堿性能也就越好。5.不同廠家氧化鋁微粉對(duì)耐火澆注料的影響除氧化鋁外，其他組分保持不變，分別加入不同廠家的氧化鋁微粉，進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。對(duì)試樣的力學(xué)性能，線變化率及流動(dòng)值進(jìn)行比較。比較看出試樣在加入不同氧化鋁后，隨著氧化鋁種類(lèi)的改變，在110和1350下試樣的冷態(tài)抗壓強(qiáng)度的變化規(guī)律與抗折強(qiáng)度變化規(guī)律基本相同，只是個(gè)別種類(lèi)的氧化鋁的抗壓與抗折變化不一致，可能是試驗(yàn)誤差所致。而在1100，試樣的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度變化差距較大，抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度變化規(guī)律不一致。造成這種結(jié)果的因素是多種的，不同的氧化鋁所起的作用不同，應(yīng)在微觀方面進(jìn)行探討，需要深入的進(jìn)行研究?？傮w上看，含氧化鋁微粉B的試樣在高、中、低溫下的冷態(tài)抗壓強(qiáng)度較其他氧化鋁微粉的試樣而言，強(qiáng)度最高，在澆注料使用氧化鋁微粉B可達(dá)到在不同溫度條件下具有優(yōu)良的力學(xué)性能。圖4為添加不同氧化鋁微粉的試樣在30s和60s流動(dòng)值的結(jié)果，所有試樣在30s及60s的流動(dòng)值相差很小，表明不同氧化鋁微粉對(duì)澆注料的流動(dòng)性影響不大，不影響澆注料的成型。加入氧化鋁微粉的試樣與未加入氧化鋁微粉的試