添加紅柱石、硅線石對硅溶膠結(jié)合鋁硅澆注料抗蠕變的改進(jìn).pdf

1、Al2O3-SiO2系澆注料是工業(yè)窯爐的重要用材。在長期的高溫及荷重條件下，窯襯或構(gòu)件可能因蠕變而發(fā)生收縮變形、下沉、傾斜乃至坍塌而制約其使用壽命。研究、開發(fā)和應(yīng)用抗蠕變性優(yōu)良的 Al2O3-SiO2系澆注料，可望克服此不足。
　　以Al2O3含量為72％的燒結(jié)莫來石為主原料的鋁硅質(zhì)澆注料為研究對象，通過優(yōu)化結(jié)合體系和添加紅柱石和硅線石以提高抗蠕變性，研究了低水泥、超低水泥和無水泥三種不同結(jié)合體系對澆注料性能的影響。澆注料試樣經(jīng)1

2、10℃烘干和1450℃×3h燒后，對常溫抗折強度、常溫耐壓強度、體積密度、顯氣孔率、荷重軟化溫度進(jìn)行了檢測，重點研究了采用不同結(jié)合體系的澆注料試樣經(jīng)1000℃預(yù)燒后，在1400℃×50h、1450℃×50h和1500℃×5h的條件下進(jìn)行壓蠕變檢測，并借助XRD和SEM對部分試樣做了顯微結(jié)構(gòu)分析。
　　與低水泥結(jié)合體系相比，采用超低水泥和無水泥結(jié)合體系時，有利于提高荷重軟化溫度和抗蠕變性能。結(jié)合體系不同的澆注料，隨水泥含量的減少蠕變

3、率降低，隨溫度的升高蠕變率增大。其機理在于隨水泥用量的減少，所引入的 CaO與 Al2O3、SiO2組分形成的低熔物的量減少，發(fā)生蠕變的能力減弱。溫度越高，燒結(jié)收縮和液相滑移作用導(dǎo)致蠕變增強。以硅溶膠為結(jié)合劑的澆注料，受熱后低熔物含量少，對結(jié)構(gòu)強度的保持有利，且 SiO2微粒分散性高，高溫下形成莫來石結(jié)合相，形成交錯的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。富余的高粘玻璃相填充在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)間隙中，有利于減少晶界滑移，從而使荷重軟化溫度提高，抗蠕變性增強。
　　在

4、以硅溶膠結(jié)合的澆注料中，進(jìn)一步研究了紅柱石和硅線石加入量對蠕變、荷重軟化、熱態(tài)抗折強度及其他性能的影響。固定硅線石細(xì)粉加入量為6%，紅柱石加入量分別為18%、27%和36%；固定紅柱石加入量為18%，硅線石細(xì)粉加入量分別為6%、9%和12%。引入紅柱石時，隨其顆粒加入量增大，抗蠕變性和荷重軟化溫度有所提高，同時澆注料的永久線變化率和耐壓強度亦有增加趨勢，而體積密度有所下降。隨硅線石細(xì)粉量增加，澆注料的常溫耐壓強度和荷重軟化溫度有所提高。

5、在本工作檢測溫度范圍，硅線石的加入對澆注料的抗蠕變性的改善未得直接證據(jù)。對于高溫性能優(yōu)良的無水泥鋁硅系澆注料，考慮到紅柱石以及硅線石轉(zhuǎn)化為莫來石的溫度不同，有必要通過二者復(fù)合加入并優(yōu)化協(xié)同作用以獲得更佳抗蠕變性及其他重要性能。
　　本工作取得的結(jié)果表明，對于鋁硅系澆注料，結(jié)合體系和添加可產(chǎn)生莫來石化的天然礦物對抗蠕變性的影響作用明顯。以硅溶膠作結(jié)合劑是鋁硅澆注料獲得低蠕變率的有效途徑。在實際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)使用條件選擇紅柱石和硅線石