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耐火材料行业知识

周期短、免烘烤-硅溶胶结合刚玉质热态修补料

推钢式加热炉的出钢槽,一般由烧成的铬钢玉砖或刚玉预制件砌筑而成。在使用过程中有时因为砖的磨损,导致出钢槽磨损量大,影响出钢操作;而且很多时候因为不到计划修补周期,没有时间更换而产生事故隐患,严威胁到出钢槽下部水管的安全。
针对修复周期短、免供烤的要求,研制了出钢槽热态修补料,该料应有如下性能:
(1)防爆性好,现场浇注时不发生爆裂;
(2) 热态下流动性好,适应快速修补的要求;
(3) 热态强度高,在1150 ~1250℃使用温度下具有一定的强度及耐磨性,能使用一段时间,为检修蠃得时间。
针对上述要求,以电熔刚玉为骨料,白刚玉为细粉,添加部分氧化铝微粉和二氧化碳微粉,以硅溶胶为结合剂,研制了出钢槽热态修补料。
1试验过程
1.1原料
考虑到出钢槽部位的使用温度及使用要求,本浇注料骨料选用电熔棕刚玉及致密刚玉,基质部分选用白刚玉粉、活性氧化铝微粉和SiO2微粉,选用硅溶胶为结合剂,同时添加复合硬化剂。
1.2试样制备
按配料组成(表2)配料,在搅拌机中搅拌均匀,振动成型为160mm * 40mm * 40mm的试样,24h后脱模,脱模后自然养护24h入烘箱,在110℃保温24h,随后分别在800℃和1400℃下保温3h进行热处理。
按GB/T 2997 -2000检测试样的体积密度; 按GB/T5072 -2008检测试样的常温耐压强度; 按GB/T 3001 -2007检测试样的常温抗折强度; 按GB/T 5988 -2007检测试样的烧后线变化率。
2、结果与分析
2. 1流动性
采用<水泥胶砂流动度测定方法>在不跳桌的情况下测定材料的流动度(mm),在加胶量相同的情况下,流动
随着活性氧化铝微粉的增加,试样流动性开始增加,到一定程度又开始减少。在相同氧化铝微粉加入量情况下,随着二氧化硅微粉的增加,流动性也相应增加。其中6号方案搅拌后的料粘性增加,施工性能变差。
因为微粉的填充及分散促进作用,减少了颗粒与细粉间的需水量。在一定范围内,随着微粉增加,料的流动性增加,但随着微粉进一步增加,微粉的活性产生了团聚效应,造成料的粘性增加,施工性能随之下降,
2.2防爆性
根据YB/T 4117 - 2003《致密耐火浇注料抗爆裂性试验方法》,同时根据修补现场的温度情况,确定了防爆裂温度为800℃和1000℃。首先将修补料制成50mm* 50mm * 50mm的试块,24h脱模,直接将试块放入已升至800℃和1000℃的高温炉中,保温0.5h,然后取出试块,观察试块外观。结果表明6组试块均未爆裂,防爆裂性能良好。
结合剂的品种对材料的防爆性能影响极大。本课题中研制的出钢槽热态修补料是硅溶胶结合的。硅溶胶,也称为纳米SiO2溶胶,用分子式表示为SiO2·XH2O,可见硅溶胶中的水并非以自由水形式存在。在受热时水分会有序排出而不会对材料结构造成破坏,提高了材料的防爆性能。
2.3其它性能
不同温度处理后的强度、烧后线变化率、体积密度和高温抗折强度见表4。随着微粉的加入量增加,不同温度处理后试样的常温耐压强度和常温抗折强度均逐渐增加,特别是高温抗折强度也有类似趋势微粉的加入不仅提高了材料的流动性,而且填充作用和本身的活性,促进了烧结,相应提高了各温度段的强度。
综合各组试样的施工性能、防爆性能及其它 性能,通过认真比较分析,认为5号试样综合性能最好,最后选取5号方案作为现场试验的生产方案。
3、实际应用
2016年上半年,研制的出钢槽热态修补料在某加热炉进行了现场施工。该炉出钢槽砖已磨损约80mm,但离停炉检修尚有1个月,无法降温更换相应出钢槽砖,应钢厂要求,公司提供了300kg修补料。
修补过程:首先将出料端墙下部耐火砖拆掉一部分,作为检修通道,然后对待补出钢槽部位氧化铁皮进行清理,清理接近完成时,在搅拌机内搅拌修补料,使之具有一定的自流性能,用专用铁揪将搅拌好的修补料从出钢槽一侧倒入修补位置,同时立即用铁揪将修补料拍实,修补厚度约50mm,修补过程仅用lh。修补完成后保温2h后顺利出钢。现场通过测温枪测得修补开始时出钢槽部位温度为800℃,出钢时温度在1180℃左右。现场已使用91天,未见明显磨损。
4、结语
研制的硅溶胶结合刚玉质热态修补料在热态下的施工性能和防爆性能较好,热态强度高,可满足推钢加热炉出钢槽部位热态应急修补要求 为检修争取了时间,受到用户好评。

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