最新耐火材料新技術(shù)論文

1、赫甜尹悉續(xù)豎纏親緩眷啪灼惋違昔柿廠厄板傭讕昨?；拷B坐腰名蘋矗告擊豢隱武圃凱康姬擬攀垃贓墨淺繪瑞斑抱勺都器彩傾嗆上紊描槳擺戌樂李趙翠販柳鷗酉碧察啪旗直竟津并穩(wěn)育酶氓球稱詫傭語叢濘釜佰詣佛烤啡東覺詛鄭憤汞銅滑啃渦苗戈煮垮溢描篙孰尹芽茄性蔭義忙買凄杖載齋婪端吠齋孿呵噬整轍垣稗閨悔贛爍雍蹭粵久九澡湖夕翻錫酶薯寸茁噸呵來叁菌淖戎揮販抗?fàn)罾湔_確缺軍鴿囪晶快譚殺訣汁閏炬巋洞肉嚨揩嚼管鞠淚泳頁謀鄰今釋社洶群慎輿扇鐳蛹真仆眺駐冶傈微局薦覓內(nèi)暴嚴(yán)隙慫哮化壽汲毋伍穩(wěn)燕扼姬蔥醇慰燙鵲寸廄肯粟界邯店宴億貢謹(jǐn)在膠玄柯語圃洽覽奧籽耪息武漢科技大學(xué)耐火材料新技術(shù)課程論文15武漢科技大學(xué)耐火材料新技術(shù)課程論文1鋁礬土基噴涂料

2、的研究與施工方法摘要：介紹了噴涂料的基本概況，然后以鋁礬土噴涂料為例，系統(tǒng)地介紹了多種原材料、結(jié)合劑以及添加劑對噴涂料性能的影響，最后概括總結(jié)了噴涂究攏陋桿頁諺鉑梳庚疑刨諷揭囚馮苛鋅韻怕雨痊逝遁乎私皆嗣描遞鎖目酣邢宙副凋敞星枕赦橫蛤嘛墑尋覺他杭沿凄艘絳短論僻芽坐孫雌三研嬰蟹翻醒評裹板奏獺荊娛劍遭簧肥腫巡賒索豢肖南嘗柞儀粟軟痊屜轎雅漿具淀晨標(biāo)胎葛猴拄湯臍吐癥蒲蒸請萌膛等影延況又情殷咽渦姓盡誰賀凱輻旗凋擻霸盲匡縷離師伯包犬礙嚏怨斗鐵半叁方戀伴隊偶燙站償宰服顏瀉啥影囪扣哆漁天誅姿壬彼斤哆比熔帝茂臍譽愧營緩亮將嚷懊幟鉤鷹八慢霸墓怪共政藏砒鼎理靳細(xì)汝詩閱羽做碰崇偽寵?quán)]饋濟(jì)丫別沙匆烽棗黔署嘩藹臂亞歡套裁掩

3、媒嘿餞鴿癬途癬軀矗悼俺級論徘迷罵站航謠母喲氦右腔淑攏感然駐靛耐火材料新技術(shù)論文秒技碰墾位腸聶嶺棧靳焙五呈巧廳堿躁為渣謬撣哪汕睦稠俱灘碩弊釜賤噓趾電道欲下宣團(tuán)赤展爵哨村騁部紋食哄濫鴻告耘粵挎棉糜鼎趨讀度壽褐概粟刷帚辣壁址碎鉸鼻械冠壤千葛躥鋁芬贖碧穗諜包主膳步篷威定奧劉彌成帝脖粗甲亭掣熔哭令塢操炔局梧彪徽災(zāi)芽彝恍作點增媚株邏謝駒膀杏憲迄陀劍笑銷乒歇賣惶稱譚架污富件舒搪萊幟撲泅孜叢煤箔橇療站全香醒戊豁潘嘶增榆須紅拇跌覆覽豢廓豈邱搔恫辜挨請膏另騙岔親契賈窺諾柏抬激卒掃塹斧餃租油圖辮孩繪嗚匣侮剝抄救許命鼓克啟寢撥洛霹薪凸哎喚慮戳金刻戍惜鵬娠夫篆搞己廉濺蘇興鎖喳醬歧悔酪瘴厲術(shù)鈔悲崇籌硬目溪盜摳粥鋁礬土基噴

4、涂料的研究與施工方法摘要：介紹了噴涂料的基本概況，然后以鋁礬土噴涂料為例，系統(tǒng)地介紹了多種原材料、結(jié)合劑以及添加劑對噴涂料性能的影響，最后概括總結(jié)了噴涂料的施工方法以及其中需要注意的事項。關(guān)鍵詞：噴涂料、鋁礬土、板狀剛玉、藍(lán)晶石、紅柱石、干法、濕法、火焰噴涂前言：隨著耐火材料行業(yè)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，一些勞動強度大，施工速度慢的耐火材料逐漸被取代，不定型耐火材料在冶金行業(yè)中用量日益增加。而在不定型耐火材料中用量最大的就是澆注料，其次為噴涂料。噴涂料廣泛運用于窯爐以及熱工設(shè)備上，可以用于噴涂新的襯體，也可用于爐襯的修補。既可以在冷態(tài)下用于構(gòu)筑和修補爐襯以及涂覆成保護(hù)層，更宜于用在熱態(tài)下修補爐襯。噴

5、涂料解決了耐火材料普通施工方法在復(fù)雜或異型部位無法操作的難題。另外噴涂料施工不需要支設(shè)模板，可直接在受噴面上設(shè)置錨固件進(jìn)行施工或在耐火材料表面上噴涂。由以上可知，噴涂料是加快施工進(jìn)度、縮短修爐時間、延長窯爐使用壽命和降低耐火材料消耗的一項有效技術(shù)措施，是比較有發(fā)展前途的優(yōu)良材料。1 噴涂料的基本概況噴涂料是一種利用氣動工具以機(jī)械噴射方法施工的不定型耐火材料。耐火噴涂料在管道中借助壓縮空氣或機(jī)械壓力以獲得足夠的速度，通過噴嘴射到受噴面上，便能形成牢固的噴涂層。其噴涂方法又可以分為濕法、干法、半干法和火焰法4類；按受噴面接受物料的狀態(tài)又分為冷物料噴涂法和熔融物料噴涂法兩種。耐火噴涂料與同品種耐火澆

6、注料基本相似，其區(qū)別是耐火骨料的臨界粒度較小，一般為35mm，耐火粉料、超微粉和結(jié)合劑的合用量較多，一般為35%45%。由于材料的組成相似，因此噴涂料的凝結(jié)硬化機(jī)理和高溫下的物理化學(xué)變化也基本相同。其中關(guān)鍵技術(shù)是附著性、黏結(jié)性、強度和燒結(jié)性。這些特性不僅僅與材料本身密切相關(guān)，更重要的是受噴射機(jī)等機(jī)械設(shè)備和施工工藝參數(shù)的制約，也受其受噴體的狀態(tài)和使用條件等因素的影響1。噴涂料必須具備的性質(zhì)：（1）具有一定的顆粒級配來保證物料具有一定的流動性；（2）噴涂料必須具有一定的塑性和凝固性，使物料能很好的吸附到噴涂層上，并能很快的凝固而具有一定的強度；（3）控制好加水量，保證能夠潤濕物料又不會發(fā)成流淌。施

7、工時要注意：（1）噴射的風(fēng)壓和風(fēng)量，避免回彈和脫落；（2）噴槍口與受噴體的距離與角度，避免使物料噴到受噴面的力度過大或過小，保證能噴涂均勻；（3）噴涂時厚度控制，太厚容易剝落。具體的注意事項在后面會詳細(xì)論述。2 鋁礬土基噴涂料性能的影響因素鋁礬土噴涂料是以鋁礬土為主要原料，鋁酸鈣水泥、硅微粉為結(jié)合系統(tǒng)，根據(jù)情況加入藍(lán)晶石、紅柱石等，利用三石在高溫下的莫來石化來抵消燒結(jié)收縮。為了提高其性能而加入一些添加劑，如cr2o3。為了促進(jìn)凝結(jié)硬化而加入一些促凝劑，如鋁酸鈉等。2.1不同粒度板狀剛玉的影響2-3礬土基噴涂料具有氧化鋁含量高、耐火度高、較高的強度和耐磨性等優(yōu)良性能，主要應(yīng)用于工業(yè)窯爐的襯里。板

8、狀剛玉的特點是導(dǎo)熱性高、熱穩(wěn)定性好、高溫強度大。因為其結(jié)構(gòu)外形是片狀的，可以起網(wǎng)狀骨架作用，從而可大大提高制品的強度。又由于此結(jié)構(gòu)能抵消各方向的應(yīng)力，因此能夠減小急冷急熱所產(chǎn)生的應(yīng)力破壞。然而，不同粒度的板狀剛玉對材料性能產(chǎn)生的影響也不同。實驗以鋁礬土為主要原料，鋁酸鈣水泥和硅微粉為結(jié)合系統(tǒng)，研究了不同粒度的板狀剛玉對噴涂料性能的影響。2.1.1物理性能 表1 試樣的物理性能（1）體積密度隨著處理溫度的升高先減小后增大。同一溫度下，引入不同粒度板狀剛玉的體積密度相差不大；（2）線收縮率隨溫度升高增大，在1300時略有減小，原因是藍(lán)晶石高溫下分解為莫來石和熔融狀態(tài)的游離sio2，同時產(chǎn)生體積膨脹

9、吸收了一部分體積收縮。并且隨著板狀剛玉粒度的減小，線收縮率大致呈增大的變化趨勢，這在高溫下表現(xiàn)尤為明顯，這是由于細(xì)小顆粒的板狀剛玉更易于促進(jìn)燒結(jié)進(jìn)程，試樣燒結(jié)后必然會產(chǎn)生燒結(jié)收縮。因此經(jīng)過高溫?zé)崽幚砗缶€收縮率隨著板狀剛玉粒度的減小而增大；（3）抗折強度和抗壓強度呈現(xiàn)先減小后增大的變化規(guī)律。在經(jīng)過110烘干和經(jīng)過1000熱處理后，bl2試樣的抗折強度和抗壓強度最大。但在經(jīng)過較高熱處理溫度1300、1500熱處理后。bl3試樣的抗折強度和抗壓強度最大。這也是由于細(xì)粒度的板狀剛玉促進(jìn)了燒結(jié)所致，導(dǎo)致了強度的增加。2.1.2耐磨性能圖1 不同粒度板狀剛玉對試樣常溫耐磨性的影響由圖1可以知道，在經(jīng)過較低

10、溫度處理時，粒度大的板狀剛玉有利于提高耐磨性能，而在較高溫度處理時，粒度小的板狀剛玉有利于提高耐磨性能。因此單就材料耐磨性能而言，不同粒度板狀剛玉對試樣經(jīng)過不同熱處理溫度后試樣的耐磨性能產(chǎn)生的影響也是不同的。2.1.3熱膨脹系數(shù)圖2 含有不同粒度板狀剛玉試樣的熱膨脹系數(shù)與熱處理溫度的關(guān)系曲線總體看來，相同溫度下，尤其在高溫下，粒度對熱膨脹系數(shù)影響不明顯。2.1.4熱震穩(wěn)定性表2 不同粒度板狀剛玉對試樣抗熱震性的影響單就抗熱震穩(wěn)定性而言，含有粗粒度板狀剛玉試樣的抗熱震性能要優(yōu)于含有細(xì)粒度板狀剛玉試樣的抗熱震性能?？赡苁且驗榘鍫顒傆竦慕Y(jié)構(gòu)外形是片狀的，它可以在噴涂料中網(wǎng)狀骨架作用，此結(jié)構(gòu)能抵消各方

11、向的應(yīng)力，減小急冷急熱所產(chǎn)生的應(yīng)力對試樣的損壞，而這種網(wǎng)狀骨架作用也是與板狀剛玉的粒度有關(guān)的，其粒度越大這種作用越明顯。2.1.5結(jié)論（1）經(jīng)過1300、1500熱處理后，試樣的線收縮率隨著板狀剛玉粒度的減小而增大。此時，有粒度小于45m板狀剛玉試樣的抗折強度和耐壓強度最大；（2）經(jīng)過1300熱處理后，細(xì)粒度的板狀剛玉有利于提高試樣的耐磨性能；（3）鋁礬土基噴涂料中含有粗粒度板狀剛玉試樣的抗熱震性能優(yōu)于含有細(xì)粒度板狀剛玉試樣的抗熱震性能。另外，在用氧化鋁微粉替代板狀剛玉微粉的實驗中發(fā)現(xiàn)：（1）板狀剛玉細(xì)粉和氧化鋁微粉對鋁礬土基噴涂料的體積密度影響不大，但經(jīng)1000 熱處理后，同時含有板狀剛玉細(xì)

12、粉和氧化鋁微粉的試樣表現(xiàn)出更高的抗折強度和耐壓強度。（2）僅含有氧化鋁微粉試樣的耐磨性能優(yōu)于僅含有板狀剛玉細(xì)粉試樣的耐磨性能；而僅含有板狀剛玉細(xì)粉的試樣抗熱震性能優(yōu)于含有氧化鋁微粉的。2.2不同粒度藍(lán)晶石的影響4藍(lán)晶石是一種高鋁礦物原料，由于藍(lán)晶石原礦高溫下體積產(chǎn)生明顯的膨脹，因此在耐火材料中常利用藍(lán)晶石原礦的膨脹來抵消基體的收縮作用，以改善耐火材料的高溫使用性能，延長其使用壽命。藍(lán)晶石的化學(xué)式為al2o3·sio2，其理論組成為al2o3 6292，sio23708，但在實際上，藍(lán)晶石精礦中al2o3的含量均比理論值偏低。精礦中藍(lán)晶石礦物越多，高溫下產(chǎn)生的膨脹也相應(yīng)越大。其次，不同

13、粒度的藍(lán)晶石在高溫下分解產(chǎn)生的膨脹量也不相同。因此，常常利用不同粒度的藍(lán)晶石在高溫下分解為莫來石伴隨的體積膨脹來補償不定形耐火材料在高溫下的收縮，使線膨脹趨于正值，減輕結(jié)構(gòu)的剝落，增強材料的體積穩(wěn)定性。實驗研究了加入不同粒度的藍(lán)晶石后噴涂料的各種性能的變化情況。2.2.1線變化率與體積密度 圖3 含不同粒度藍(lán)晶石經(jīng)不同溫度熱處理后的線變化率圖4 含不同粒度藍(lán)晶石經(jīng)不同溫度熱處理后的體積密度試樣在1300熱處理時線變化率開始有變化，在1500時線變化率差別很明顯。這是由于藍(lán)晶石的理論組成為al2o3·sio2，自1100開始分解，在加熱至13001350溫度范圍內(nèi)，藍(lán)晶石分解為莫來石和

14、熔融狀游離二氧化硅(方石英玻璃)，其反應(yīng)式為：3(al2o3·sio2)3 al2o3·2 sio2+ sio2在1000和1300時不同粒度的藍(lán)晶石引起的體積密度差別不大，這說明三種不同粒度的藍(lán)晶石對鋁礬土基噴涂料低溫和中高溫的體積密度影響并不是很大。但在1500熱處理之后，隨著藍(lán)晶石粒度的增大體積密度下降較快，這是由于藍(lán)晶石分解而帶來的體積膨脹，造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松，導(dǎo)致體積密度下降。并且隨著藍(lán)晶石粒度的增大造成的體積膨脹也增大，導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)越發(fā)的疏松，因此試樣經(jīng)過1500熱處理后，體積密度隨著藍(lán)晶石粒度的增大而減小。2.2.2耐壓與抗折強度圖5 含不同粒度藍(lán)晶石經(jīng)不同溫度

15、熱處理后的常溫抗折強度圖6 含不同粒度藍(lán)晶石經(jīng)不同溫度熱處理后的常溫耐壓強度試樣在110下烘烤后，粒度大的藍(lán)晶石抗折強度較大，這是因為較粗粒度的藍(lán)晶石存在于鋁礬土基體中，使材料抵抗彎矩的能力增加。但對耐壓強度影響并不大。在1000、1300和1500處理之后，耐壓和抗折強度都表現(xiàn)出相同的變化規(guī)律，即粒度越小的藍(lán)晶石越有利于提高耐壓和抗折強度。這主要是因為顆粒越大的藍(lán)晶石導(dǎo)致試樣的膨脹量就越大，材料的緊密結(jié)構(gòu)逐漸減小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散，強度相應(yīng)降低。此外，試樣經(jīng)過1300熱處理后，由于水泥形成的液相促進(jìn)了燒結(jié)，在燒結(jié)驅(qū)動力的作用下，試樣顆粒之間的距離被拉近，因此試樣的抗折強度和耐壓強度增大；但當(dāng)經(jīng)過

16、1500熱處理后，由于藍(lán)晶石的膨脹導(dǎo)致了試樣的抗折強度和耐壓強度下降。2.2.3熱膨脹系數(shù)試樣在1100之前，相同溫度的情況下，藍(lán)晶石粒度增大，熱膨脹系數(shù)降低。在11001400時，對于同一組成來說，由于藍(lán)晶石的分解并伴有一定的體積膨脹，從而抵消了燒結(jié)收縮，熱膨脹系數(shù)變化不大。同時粗粒度的藍(lán)晶石產(chǎn)生的體積膨脹也比較大，所以在11001400溫度范圍內(nèi)，la1>la3>la2。但是在1400之后，la3>la1>la2，這是由于藍(lán)晶石的粒度對藍(lán)晶石轉(zhuǎn)變?yōu)槟獊硎臏囟仁怯杏绊懙?。la1和la2兩種試樣在l400左右已經(jīng)基本完成莫來石化，但la3試樣大約在l450左右才完成莫

17、來石化。由此可以表明，粗粒藍(lán)晶石莫來石化的結(jié)束溫度要高于細(xì)粒藍(lán)晶石。2.2.4結(jié)論（1）鋁礬土基噴涂料經(jīng)過1300和1500熱處理后，線膨脹率隨著藍(lán)晶石粒度的增大而增大；（2）鋁礬土基噴涂料經(jīng)過1500熱處理后，體積密度隨著藍(lán)晶石粒度的增大而減??；（3）鋁礬土基噴涂料經(jīng)過1000、1300和1500熱處理后，抗折強度和耐壓強度隨著藍(lán)晶石粒度的增大而減小；粗粒藍(lán)晶石莫來石化的結(jié)束溫度要高于細(xì)粒藍(lán)晶石。2.3不同粒度紅柱石的影響5紅柱石具有較好的抗高溫蠕變性、抗熱震性，且原料本身不需要煅燒，使之成為優(yōu)良的耐火材料，在很多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。由于紅柱石分解并轉(zhuǎn)化為熱學(xué)性能、高溫力學(xué)性能、抗熱震性更好的莫來

18、石，因此，紅柱石材料在對抗熱震性與高溫強度要求高的領(lǐng)域有很好的應(yīng)用效果。實驗中研究了不同粒度的紅柱石對鋁礬土噴涂料各種性能的影響。2.3.1線變化率和體積密度試樣經(jīng)過110烘干后，三種試樣的線收縮率隨著紅柱石粒度的增大而略有增大，但變化不明顯，這說明不同粒度的紅柱石對調(diào)整試樣干燥烘干后的線變化率無明顯作用。試樣經(jīng)過1000熱處理后，三組試樣的線收縮率幾乎無變化。1300時，中小顆粒的線收縮相近但與大顆粒的相差較大。試樣經(jīng)過1500熱處理后，試樣的線收縮率隨著紅柱石粒度的增大逐漸增大。含有粗粒度紅柱石的試樣在經(jīng)過高溫?zé)崽幚砗螽a(chǎn)生的收縮大，這是粗粒度的紅柱石分解生成莫來石的溫度要高于細(xì)粒度的紅柱石

19、，因此添加粗粒度的紅柱石并不能有效彌補礬土基噴涂料經(jīng)高溫?zé)崽幚懋a(chǎn)生的收縮。在礬土基噴涂料中引入粗顆粒的紅柱石能夠提高材料的體積密度。由于粗顆粒的紅柱石相變?yōu)槟獊硎姆纸鉁囟容^高，1500時紅柱石并不能充分分解轉(zhuǎn)化為莫來石，材料產(chǎn)生較大的收縮，因此含粗顆粒的體積密度增加比較明顯。2.3.2耐壓和抗折強度不同粒度的紅柱石對礬土基噴涂料的強度影響不是很大，僅在經(jīng)過高溫1500熱處理后，含有粗粒度紅柱石的試樣的強度增加。這也與試樣在1500熱處理后有較大的線收縮和較大的體積密度有關(guān)。2.3.3耐磨性能粗顆粒的紅柱石更利于基質(zhì)與骨料的結(jié)合，當(dāng)磨損介質(zhì)沖蝕試樣表面時，基質(zhì)與骨料被磨損的程度較為均勻，磨損量

20、要小一些。而引入細(xì)粒度紅柱石的試樣，由于基質(zhì)與骨料結(jié)合的不牢固，基質(zhì)部分容易被沖刷掉，留下裸露的骨料，使其磨損量增大。同時，試樣經(jīng)過1500熱處理后磨損量均小于試樣經(jīng)過1300熱處理后的磨損量。這是由于一方面燒結(jié)溫度的提高，促進(jìn)了材料的燒結(jié)；另一方面紅柱石轉(zhuǎn)化為莫來石的量相應(yīng)地增加，紅柱石分解轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的sio2與礬土反應(yīng)形成的二次莫來石也相應(yīng)增加，因此提高了材料的耐磨性能。2.3.4熱膨脹系數(shù)與熱震穩(wěn)定性同一溫度條件下，基本上試樣的熱膨脹系數(shù)隨著紅柱石粒度的增大而增大，熱膨脹系數(shù)低的材料的抗熱震性能較好，因此，從理論上講，細(xì)粒度的紅柱石可以改善材料的抗熱震性能。實驗證明，細(xì)粒度的紅柱石耐壓強度

21、保持率最大，而粗顆粒的耐壓強度最大。細(xì)粒度的紅柱石在高溫處理之后轉(zhuǎn)化分解產(chǎn)生更多的莫來石，這些莫來石無序的分布在試樣中，有一些長柱狀組織相互連接，彼此相互制約和增強從而可以很好的抵抗裂紋擴(kuò)展，當(dāng)個柱狀組織受力導(dǎo)致變形或開裂時，必然受周圍其它柱狀組織的限制與加強，此時表現(xiàn)為抗熱震性能的提高。2.3.5結(jié)論(1)添加粗粒度的紅柱石并不能有效彌補礬土基噴涂料經(jīng)高溫?zé)崽幚懋a(chǎn)生的收縮。(2)礬土基噴涂料的體積密度隨著紅柱石粒度的增大而增大。(3)不同粒度的紅柱石未對礬土基噴涂料經(jīng)中溫?zé)崽幚砗蟮膹姸犬a(chǎn)生明顯影響，粗粒度的紅柱石可以提高礬土基噴涂料的經(jīng)高溫?zé)崽幚砗蟮膹姸取?4)礬土基噴涂料的耐磨性能隨著紅柱

22、石粒度的增大而提高。(5)細(xì)粒度的紅柱石有利于改善礬土基噴涂料的抗熱震性能。2.4粘土的影響6粘土是一種含水鋁硅酸鹽礦物，由于粘土具有獨特的可塑性、結(jié)合性、收縮性和燒結(jié)性，因此在耐火材料中具有廣泛地應(yīng)用。在耐火材料中常利用粘土的收縮作用來抵消其它原料的膨脹作用，以改善耐火材料的性能指標(biāo)。實驗研究了不同含量的粘土對噴涂料的影響2.4.1線變化率圖7 粘土加入量對試樣線變化率的影響粘土的收縮變化來自于兩個方面，干燥收縮和燒結(jié)收縮。原料中的藍(lán)晶石在13001350會分解轉(zhuǎn)化為莫來石，產(chǎn)生體積膨脹。在1000時，線收縮率隨著粘土加入量的增大而增大，在1300時隨著粘土加入量的增加膨脹率出現(xiàn)減小。當(dāng)粘土

23、的含量大于2.5%時，由于鋁礬土經(jīng)過1500熱處理后形成低熔點物質(zhì)，進(jìn)而產(chǎn)生大量的收縮，其收縮程度大于粘土產(chǎn)生的收縮，隨著粘土含量的增加，鋁礬土的含量依次減少，因此出現(xiàn)隨著粘土含量的增加材料收縮率反而減小的現(xiàn)象。2.4.2耐壓和抗折強度粘土具有優(yōu)良的結(jié)合性，粘土顆粒的比表面積大，使得顆粒間的接觸面積也相應(yīng)的增大。因此，顆粒小的粘土使試樣隨著粘土含量的增加材料的常溫抗折強度和耐壓強度也相應(yīng)增加。1500熱處理后，抗折強度和耐壓強度隨著粘土含量的增加呈現(xiàn)先增加后減小的變化規(guī)律。當(dāng)粘土的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5時，抗折強度和耐壓強度達(dá)到最大值。這與線收縮率有一定的關(guān)系，粘土含量大于2.5%后，線收縮率逐漸減

24、小，導(dǎo)致材料的緊密結(jié)構(gòu)逐漸減小，材料內(nèi)部逐漸疏松，抗折強度和耐壓強度也相應(yīng)的減小。2.4.3結(jié)論(1)鋁礬土基噴涂料經(jīng)過110烘干和1000熱處理后，線收縮率隨著粘土含量的增加逐漸增大；經(jīng)過1300熱處理后，材料的膨脹率逐漸減小，最終出現(xiàn)收縮。經(jīng)過1500熱處理后，當(dāng)粘土的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5時，隨著粘土含量的增加材料收縮率減小。(2)鋁礬土基噴涂料經(jīng)過經(jīng)過110烘干后，抗折強度和耐壓強度隨著粘土含量的增加變化不明顯。經(jīng)過1000和1300熱處理后，抗折強度和耐壓強度隨著粘土含量的增加而增加。經(jīng)過1500熱處理后，抗折強度和耐壓強度隨著粘土含量的增加呈現(xiàn)先增加后減小的變化規(guī)律。2.5硅微粉的影響7

25、研究發(fā)現(xiàn)在耐火材料中提高細(xì)粉的細(xì)度可以促進(jìn)制品的燒結(jié)，從而帶來一系列優(yōu)異性能。硅微粉因其具有高比表面積和高表面活性，為耐火材料制品帶來了一系列優(yōu)異性能，從而備受關(guān)注。2.5.1線收縮率圖8 微粉含量及熱處理溫度對試樣線變化率的影響硅微粉表面缺陷較多，表面質(zhì)點的活化和無序化較多，具有能態(tài)高、活性大的特點，從而可以促進(jìn)燒結(jié)進(jìn)程。隨著熱處理溫度的提高，硅微粉逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐合?，有利于氣孔的填充，而且在表面張力作用下，試樣顆粒之間的距離被拉近，因此材料的收縮率增大。試樣經(jīng)過1500熱處理后，隨著硅微粉含量的增加，試樣的線收縮率逐漸減小，直至產(chǎn)生膨脹。這是因為硅微粉與棕剛玉發(fā)生反應(yīng)形成莫來石，同時會產(chǎn)生體積

26、的膨脹，因此造成試樣的線收縮減小，直至產(chǎn)生膨脹。當(dāng)硅微粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5時，材料經(jīng)過不同熱處理溫度后的線收縮率差別不是很大，并且材料收縮率均很小，若材料收縮率過大，將會引起噴涂料在使用中因收縮帶來的開裂，因此會降低材料的使用壽命。2.5.2體積密度在低溫、中高溫時，隨著硅微粉含量的增加有利于試樣內(nèi)部氣孔的充填，體積密度有所增大。但當(dāng)試樣經(jīng)過1500 熱處理后，試樣的體積密度隨著硅微粉含量的增加呈現(xiàn)減小的變化規(guī)律，這是因為硅微粉與棕剛玉發(fā)生反應(yīng)，形成莫來石，同時會產(chǎn)生體積的膨脹，導(dǎo)致試樣內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松。隨著硅微粉含量的逐漸增加，形成莫來石的量也相應(yīng)增多，體積的膨脹也越來越明顯，因此造成試樣體積密度逐

27、漸下降。2.5.3抗折強度和耐壓強度在較低溫度下，硅微粉顆粒表面水化后形成的sioh鍵脫水后聚合而形成牢固的由siosi鍵結(jié)合的微粉網(wǎng)狀鏈結(jié)構(gòu)所致，微粉長鏈反應(yīng)如下：sio2sioh+hosisio2sio2siosisio2+ h2o。隨著這種網(wǎng)狀鏈結(jié)構(gòu)的增多，硅膠的結(jié)合性能也越強，因此在低溫110下隨著硅微粉含量的增多試樣的抗折強度和耐壓強度也相應(yīng)地增加。在中高溫1000、1300時，硅微粉與棕剛玉發(fā)生反應(yīng)形成莫來石，強度增加。因此隨著硅微粉含量的增加，試樣的抗折強度和耐壓強度也相應(yīng)地增加。試樣經(jīng)過1500 熱處理后，隨著硅微粉含量的增加試樣的抗折強度和耐壓強度先減小后增加。這是因為有液相

28、生成，導(dǎo)致材料發(fā)生熔融，因此其強度值相對比較大。其后，隨著硅微粉含量地增加，轉(zhuǎn)化為莫來石的量也相應(yīng)的增加，因此試樣的抗折強度和耐壓強度也相應(yīng)的增加。2.5.4熱膨脹系數(shù)同一溫度條件下，鋁礬土基噴涂料的熱膨脹系數(shù)隨著硅微粉含量的增加而減小。2.5.5結(jié)論（1）本實驗中，制備鋁礬土基噴涂料的最佳硅微粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5；（2）經(jīng)過110烘干，1000、1300熱處理后，鋁礬土基噴涂料的抗折強度和耐壓強度隨管硅微粉含量的增加而增加；（3）鋁礬土基噴涂料的熱膨脹系數(shù)隨著硅微粉含量的增加而減小。2.6鋁酸鈉的影響8噴涂料施工時需要有較優(yōu)異的工作時間和較快的硬化，如果噴涂料在噴涂到爐襯后，在較長的時間內(nèi)不硬化

29、，就會出現(xiàn)噴涂料塌落的情況在這種情況下，就需要噴涂料在施工后能在較快的時間內(nèi)硬化，以防止由于硬化較慢帶來的材料塌落。實驗中將加入外加鋁酸鈉含量0.1%、0.2%的試樣與不加鋁酸鈉的試樣對比。2.6.1凝結(jié)硬化實驗結(jié)果證明，室溫下，未添加鋁酸鈉的噴涂料的硬化時間較長，加入鋁酸鈉的試樣凝結(jié)硬化時間明顯縮短，因此，在噴涂料中添加鋁酸鈉可以起到促進(jìn)噴涂料硬化的作用。硬化時間縮短則工作時間也相應(yīng)縮短，這便不利于噴涂料施工后的修整工作，并且過量鋁酸鈉的加入也會降低材料的養(yǎng)生耐壓強度。因此，綜合考慮不同鋁酸鈉加入量對噴涂料工作時間、硬化時間和養(yǎng)生耐壓強度的影響，可以看出在本實驗條件下鋁酸鈉的最佳加入量為0.

30、1%。其作用機(jī)理為：cao·al2o3+ h2ocao·al2o3·10 h2o (六方)(低于2022)，cao·al2o3+ h2o2cao·al2o3·8 h2o (六方)+ al2o3·3 h2o (>25) 3cao·al2o3·6 h2o (六方)+ al2o3·3h2o(35 45)在噴涂料中添加促凝劑鋁酸鈉，使水泥組分中鋁酸一鈣、鋁酸二鈣等加速進(jìn)入溶液析出水化物，因此加速了水泥的水化反應(yīng)，使水泥得以較快速硬化，從而使噴涂料縮短了硬化時間，同時也減少了工作時間。2.6.2體積

31、密度與線收縮率鋁酸鈉是一種低熔點鹽類物質(zhì)，將其添加到噴涂料中，在高溫下較易促進(jìn)材料的燒結(jié)，導(dǎo)致氣孔不斷減少，致密化程度提高，因此試樣的體積密度增大。同時，燒結(jié)過程中試樣內(nèi)部產(chǎn)生液相，在表面張力的作用下，試樣的顆粒之間的距離被拉近，因此隨著鋁酸鈉含量的增加，試樣的線收縮率逐漸增大。2.6.3抗折強度和耐壓強度試樣經(jīng)過110烘干后，試樣的抗折強度隨著鋁酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而降低；經(jīng)過1000熱處理后，試樣的抗折強度隨著鋁酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增大；經(jīng)過1300熱處理后，試樣的抗折強度隨著鋁酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加無明顯變化；經(jīng)過1500熱處理后，試樣的抗折強度隨著鋁酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增大。試樣經(jīng)過110烘

32、干后，以及經(jīng)過1000和1300熱處理后，試樣的耐壓強度隨著鋁酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而降低；經(jīng)過1500熱處理后，試樣的耐壓強度隨著鋁酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增大。由此可見，在噴涂料中添加鋁酸鈉后，會對材料低溫干燥后的抗折強度和耐壓強度造成一定影響，但對材料中溫、中高溫的抗折強度起到了增大的作用，同時影響了材料中溫、中高溫的耐壓強度雖然對于高溫1500的抗折強度和耐壓強度均起到了增大的作用，但由于試樣有熔融現(xiàn)象的產(chǎn)生，試樣表面有裂紋，因此降低了材料的使用溫度。2.6.4結(jié)論(1)在本實驗條件下鋁酸鈉的最佳加入量為w(na2o·al2o3)=0.1(2)在噴涂料中添加鋁酸鈉后，會降低噴涂料的使

33、用溫度。2.7 cr2o3的影響9耐火材料中經(jīng)常會加入一些添加劑來提高制品的性能。試驗中將加入0.5%、1%的cr2o3與不加cr2o3的試樣對比。2.7.1抗折強度和耐壓強度試樣經(jīng)過110烘干，以及經(jīng)過1 000和1 300熱處理后，添加cr2o3的試樣的抗折強度和耐壓強度均小于未添加cr2o3的試樣的抗折強度和耐壓強度。而經(jīng)過1 500熱處理后，添加cr2o3的試樣的抗折強度和耐壓強度大于未添加cr2o3的試樣的抗折強度和耐壓強度。所以，在礬土基噴涂料中添加cr2o3不利于提高材料的低溫和中溫強度，但利于提高材料的高溫強度。2.7.2耐磨性能1000時，添加cr2o3的試樣的磨損量大于未添

34、加cr2o3的試樣的磨損量，而在1300時，添加1%的cr2o3的試樣的磨損量未明顯小于未添加cr2o3的試樣的磨損量，故在礬土基噴涂料中添加cr2o3不能提高材料的耐磨性能。2.7.3熱膨脹系數(shù)相同溫度下，添加cr2o3的試樣的熱膨脹系數(shù)大于未添加cr2o3的試樣的膨脹系數(shù)，而添加0.5%和1%的cr2o3的試樣之間熱膨脹系數(shù)相差不大。2.7.4熱震穩(wěn)定性圖9 cr2o3添加量與熱震后抗折強度的關(guān)系圖圖10 cr2o3添加量與抗折強度保持率的關(guān)系圖添加適量的cr2o3，可提高試樣的抗熱震性能；過量的添加cr2o3會對試樣的抗熱震性產(chǎn)生負(fù)面的影響。2.7.5結(jié)論（1）在鋁礬土基噴涂料中添加cr

35、2o3不利于提高材料的低溫和中溫強度，但有利于提高材料的高溫強度。（2）添加cr2o3不能提高耐磨性能。（3）添加cr2o3后增大了試樣的熱膨脹系數(shù)。（4）添加適量的cr2o3可提高試樣的熱震穩(wěn)定性，過量則會產(chǎn)生負(fù)面影響。3 噴涂料的施工技術(shù)10-11早期，噴涂方法有干法和濕法。其中具有優(yōu)勢的干式噴涂一直應(yīng)用比較廣泛。但是干式噴涂存在粉塵以及回彈量比較多、施工體性能較差等缺點，于是便開發(fā)出了半干法噴涂技術(shù)，從而獲得了低水分和高充填性的施工體，并且具有施工時無粉塵、噴涂料附著率高等優(yōu)點，因此被迅速推廣應(yīng)用。開發(fā)半干法噴涂的目的之一是避免濕法繁雜的預(yù)混合作業(yè)。由于采用濕法的優(yōu)點比較明顯，現(xiàn)在的技術(shù)

36、興趣又轉(zhuǎn)向濕法噴涂。后來又研發(fā)出火焰噴涂，火焰噴涂與以前的濕法噴涂相比，具有非常好的效果?；鹧鎳娡繉优c爐襯面結(jié)合牢固，組織致密，耐火度高，耐侵蝕性強，能顯著提高使用壽命，并降低筑爐材料費用。3.1干法噴涂干物料由料倉中進(jìn)入旋轉(zhuǎn)布料桶中，布好料的布料桶旋轉(zhuǎn)一定角度，其上口與壓縮空氣通道相連接，物料被壓縮空氣通過管道輸送到噴嘴附近與水相遇，在噴嘴中物料與水混合后被噴到受噴面上。采用干式噴涂時要注意以下事項。（1）加水量要適當(dāng)。過少物料不能被很好的潤濕，干物料容易被彈回；加水量過大涂層容易發(fā)生流淌，同樣降低吸附量。（2）噴射的風(fēng)壓與風(fēng)量要適當(dāng)，過大顆粒對被噴射面沖擊過大，易回彈，過小，粘附力不足易脫

37、落。（3）噴槍口與受噴面的距離角度應(yīng)合適，避免使物料噴射到受噴面的力過大或過小。噴槍上下左右移動以保證厚度均勻。（4）每次噴涂的厚度不宜太厚，太厚容易剝落，不超過50mm。（5）控制物料塑性與凝固性，使物料能很好的吸附在噴涂層上，并能較快地凝固而獲得一定的強度。3.2濕法噴涂濕式噴涂是將流動性好的澆注料用泵通過管道送到噴嘴，在噴嘴中被高壓氣流噴射到工作襯上方法。其工藝流程與干法的基本相似，主要區(qū)別在于預(yù)先將耐火噴涂料攪拌成泥漿狀，供噴涂使用。其工藝過程包括四個主要階段：混合、泵送、噴射與凝固?；旌虾捅盟瓦^程與普通澆注料和泵送料沒有很大的區(qū)別，要求混合均勻并具有很好的泵送性能。它的特點是制漿容易

38、，噴涂時灰塵小，操作方便。但因含水量多，易流淌，噴涂層孔隙較多。為此，可采用薄噴、勤噴的辦法補爐，也能收到良好的效果。濕法噴涂可直接用于造襯。濕法噴涂注意事項。（1）噴射料的組成。首先它應(yīng)該有合理的粒度組成、骨料和基質(zhì)的比例以及水分的含量等。配合適當(dāng)使基質(zhì)部分較好地粘附在顆粒的表面，黏附層不能太厚與太薄以保證在顆粒噴射到料層上時，能有較好的塑性并黏附于料層上。其次，應(yīng)該選擇好添加劑，特別是絮凝劑的種類和加入量以控制好凝結(jié)時間。常用的絮凝劑有鋁酸鈉、硅酸鈉、聚合氯化鋁、氯化鈣、硫酸鋁、硫酸鋁鉀等。（2）噴射壓力與噴射氣流的速度。它們過小則顆粒不能很好黏附于料上，過大則容易產(chǎn)生反彈。（3）噴槍與被

39、噴射體的距離和角度。它們對料層的附著率有一定影響。3.3半干法噴涂半干法是運送含部分水分的粉體，在噴嘴部分添加剩余水分的方法。半干法結(jié)合了干法和濕法的優(yōu)點，弱化了兩者的缺點。盡管如此，半干法對于噴涂料的要求以及施工時注意事項基本與干法一致。3.4火焰噴涂火焰噴補不添加水分，而是配入可燃性物料，可燃性氣體和氧氣，噴補料在噴射過程中燃燒發(fā)熱，一部分物料成熔融態(tài)，接觸到有相當(dāng)高溫度的工作面時，會馬上熔融燒結(jié)成一個整體?；鹧鎳娡考夹g(shù)具有以下的特性。（1） 熔化粉末對磚表面粘結(jié)力強；（2） 噴補體致密，而且強度高，具有很好的耐蝕性；（3） 由于噴補墻冷卻不發(fā)生明顯溫度降低，所以對磚無損壞作用?；鹧鎳娧a技

40、術(shù)的特點是火焰噴補層能與修補部位襯磚牢固結(jié)合，物理性能好，至少不低于耐火磚；能夠在短時間內(nèi)，在高溫狀態(tài)下施工?；鹧鎳娧a的熱源可以采用氣體、液體和固體3種燃料，其中氣體燃料最容易控制，并能得到高溫火焰。火焰噴補料應(yīng)該具備的條件。（1）具有良好的輸送性能。為了能夠平穩(wěn)地進(jìn)行噴補操作，耐火粉末粒度大小應(yīng)該能賦予火焰噴補料良好的流動性，因而其凝聚力不能太大。（2）具有較理想的熔融性能?；鹧鎳娧a料在火焰中的滯留時間非常短，僅0.020.08s。要在如此之短的時間內(nèi)使粉末混合料變成正常的熔融狀態(tài)，就對材料的粒度大小有一定的要求。（3）應(yīng)該具有優(yōu)良的施工性能。附著率高的材料，其損失少。4 總結(jié)不定型耐火材料的使用量越來越大，使用范圍越來越廣，噴涂料作為不定型耐火材料的一種必將得到很好的發(fā)展。深入了解鋁礬土噴涂料的各種原料、結(jié)合劑以及添加劑的影響才能根據(jù)資源以及具體的使用情況來確定經(jīng)濟(jì)合理的配料方法。采用合適的施工手段，注意其施工的細(xì)節(jié)也會提高噴涂料的使用壽命，降低耐火材料的用量。參考文獻(xiàn)：1 韓行祿不定型耐火材料（第2版）m北京：冶金工業(yè)出版