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微硅粉对耐火浇注料性能的影响

该试块振动成型后,在室温下自然养护24h后脱模,经110℃×24h烘干处理后,于每个试块的预留圆孔中放入25g渣样(粒度≤3mm),进行1500℃×3h热处理,待试样自然冷却后,将试块沿圆孔中心线纵向剖开,测量侵蚀深度,以评价抗渣性的优劣。 
3.4 试验方法 
(1) 依照上述基本配方a,保持硅灰4%不变,逐量掺加α-Al2O3微粉:0、2、4、6、8???,同时降低特级矾土粉用量,以保持粉料总量不变; 
(2) 依照上述基本配方b,保持α-Al2O3微粉4%不变,逐量掺加硅灰:0、2、4、6、8???,同时降低特级矾土粉用量,以保持粉料总量不变; 
(3) 依照上述基本配方c,α-Al2O3微粉总量保持2%不变,详见P7表3.配方,作了6组试验; 
(4) 依照基本配方a及b ,分别成型抗渣试块。 
4. 测试结果及讨论 
4.1 微粉掺量对加水量及成型性能的影响 
(1) α-Al2O3微粉保持一定量不变,随硅灰掺量增加,用水量呈下降趋势 
  
图1.硅灰掺量对加水量的影响 
(2) 硅灰保持一定量不变,随α-Al2O3微粉掺量增加,用水量变化不大,即α-Al2O3微粉对材料的成型性能影响不大 
  

图2. α-Al2O3微粉对加水量的影响 
(3) 当仅用硅灰4%,不掺加α-Al2O3微粉,加水量6%;当仅用 α-Al2O3微粉4%,不掺加硅灰,加水量9%;可见,硅灰的填充效果及减水性均好于α-Al2O3微粉。 
(4) 超微粉的填充效果不仅取决于它的细度,还与微粉的形状及活性有关。硅灰呈中空球状有活性,其作用优于α-Al2O3微粉。 
(5) 超微粉用量有个最佳值 超微粉用量过少时,骨粉料间的空隙未填充满,水用量过大,体积密度小,显气孔率高;当超微粉用量过高时,填充空隙有余,剩余的超微 粉需用水,且不密实,显气孔率也无变化;超微粉用量适宜时,掺加的超微粉将全部填充到浇注料的孔隙中而无不足或剩余,致使包覆的游离水释放出来,润湿颗粒 的表面,使之具有良好的触变性。在浇注料振动成型时,由于内粘滞阻力和屈服应力的值较小,球型超微粉的运动摩擦力也小,因此浇注料具有良好的流动性。 
(6)硅灰的减水性能等虽然优于α-Al2O3微粉,但由上可知,两种微粉配合使用效果更好。在本试验中硅灰加入量6%,α-Al2O3微粉加入量2%,为最佳。 
4.2 超微粉用量对强度的影响 
(1)硅灰用量对强度的影响 
α-Al2O3微粉掺量保持不变,随硅灰用量增加,烘干耐压强度显著提高 
  
图3.硅灰用量对烘干耐压强度的影响 
(2)α-Al2O3微粉用量对强度的影响 
硅灰掺量保持不变,随α-Al2O3微粉用量增加,烘干耐压强度呈下降趋势(见下页图4.) 
(3)当不加硅灰,只加α-Al2O3微粉4%,烘干耐压强度为9.8Mpa;当不加α-Al2O3微粉,只加硅灰4%,烘干耐压强度为27.4Mpa;可见,单独使用硅灰的效果优于单独使用α-Al2O3微粉的效果。 
(4)两种微粉配合使用时,其用量有一个最佳值。应根据耐火骨料、粉料、水泥的品种、品级和用量,合理选择超微粉的品种及确定适当用量。同时,应注意选取相应的外加剂。 
  
图4. α-Al2O3微粉用量对烘干耐压强度的影响 
4.3 α-Al2O3微粉细度对材料性能的影响 
(1) 烘后强度以第②组最高,第⑤组次之;烧后强度以第⑤组最高,第②组次之。 
(2) 第⑤组,即不同细度的α-Al2O3微粉复合使用,强度较高;如果只用一种α-Al2O3微粉,可参照第②组采用细度为5μm的中细度粉。 
表3. α-Al2O3微粉细度对材料性能的影响  
编   号 ①  ②  ③  ④  ⑤  ⑥  
基本配方 c c c c c c 
α-Al2O3微粉 (%) 细 2 0 0 1 1 0 
中 0 2 0 1 0 1 
粗 0 0 2 0 1 1 
耐压强度 (Mpa) 110℃×24h 51.6 57.2 48.4 52.4 57.6 50.2 
1400℃×3h 29.6 27.6 28 20.8 34.8 20.0 
抗折强度 (Mpa) 110℃×24h 8.19 9.47 4.68 4.09 6.66 4.68 
1400℃×3h 1.63 5.15 2.22 3.98 5.85 1.76 
注:细——细度为2μm的α-Al2O3微粉    
中——细度为5μm的α-Al2O3微粉 
粗——细度为800目的α-Al2O3微粉 

4.4 超微粉对材料抗渣性能的影响 
(1) 如果材料致密度较高,显气孔率较低,熔渣便不易渗入到耐火 
材料内部,其抗渣性能相应也会优良一些。我们知道,在配制低水泥系列浇注料时,只要超微粉使用得当,便可配制出相对致密的浇注料,可以提高其抗渣侵蚀性。因此,由基础配方a及b,做了若干组试验,以观察其对抗渣性的影响。 
(2) 由试验可知,如果超微粉用量过高,会增加材料中游离石英的 
含量,致使其渣渗透深度显著增大,即导致了材料抗渣性的下降。 
(3) 如果超微粉用量适宜(在本试验条件下,6~10%左右),材料 
抗渣性最好。 
5. 结论 
(1) 两种微粉配合使用,材料性能较好; 
(2) 单独使用一种微粉时,硅灰效果优于α-Al2O3微粉; 
(3) 当α-Al2O3微粉用量一定时,增大硅灰,水用量显著降低。 
(4)本试验条件下,超微粉适宜用量:硅灰 6%,α-Al2O3微粉 2%,此时加水量、成型性能、强度和抗渣性能最优。 

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