簡介
耐火材料是一種耐高溫、加熱體積變化小、常溫與高溫下都具有一定機械強度的、耐溫度急劇變化的非金屬材料,是高溫工業的重要基礎材料,可分為定形耐火材料和不定形耐火材料兩大類。
不定形耐火材料是指由具有一定粒度級配的耐火骨料和粉料、結合劑、外加劑混合而成的耐火材料。同燒成的定形耐火材料相比,不定形耐火材料不必預先成型和燒成,因此具有生產工藝簡單、生產周期短、交貨迅速、可機械化施工且施工效率高、所建爐襯無裂縫、防止爐內氣體泄漏、適宜於複雜構型的襯體施工和修補等一系列優點,在世界各國都得到了迅猛發展。
目前,在全球大力發展低碳經濟形勢下,實現高溫工業的“綠色化”與耐火材料工業自身的“綠色化”不無關係。不定形耐火材料從製備到施工的綜合能耗低,無需燒成,符合低碳經濟要求和國家提出的“綠色耐火材料”理念。
澆注料的研究進展
普通澆注料
1、焦寶石基澆注料
焦寶石基澆注料具有優良的高溫性能、良好的耐熔融金屬侵蝕及抗熱震性能,適用於與鐵水直接接觸的轉爐、鐵水包等設備的襯裡部位。
2、礬土基澆注料
以礬土為基體製備的不定形耐火材料具有耐火度高、強度好和耐磨性優良等性能,是適用於許多工業窯爐內襯的一種重要材料。
3、莫來石基澆注料
莫來石基澆注料初始加熱時具有很強的抗爆裂性、較高的機械強度、優良的抗熱震性等特點,適用於耐剝落及耐磨性優良的襯裡部位。
4、剛玉基澆注料
剛玉基澆注料具有良好的高溫耐磨性,強度高,對酸性爐渣、鹼性爐渣、金屬溶液和玻璃溶液具有良好的耐侵蝕性等一系列優點,廣泛套用於冶金、建材、石油化工等高溫工業領域。
5、鎂質澆注料
鎂質澆注料具有耐火度高、抗鹼性渣侵蝕性能好等優點,因此普遍套用在鋼鐵冶金尤其是中間包和有色冶金等設備上。
輕質隔熱澆注料
隨著世界範圍能源的日益緊缺,各國對絕熱材料的生產和套用也愈加重視。套用絕熱材料的根本目的在於降低熱工設備磚砌體的熱損失,提高熱效率和生產率,降低能源消耗。高溫爐窯通過爐牆的熱損失有兩種形式,即爐牆以導熱的形式向外散熱和磚砌體的蓄熱。輕質絕熱材料既可使以導熱方式散失的熱量減少,又可使蓄熱損失的熱量減少,從而獲得最佳的節能效果。
輕質隔熱澆注料常常和普通澆注料同時搭配使用,起到保溫和隔熱的作用。耐酸耐鹼澆注料目前,用於焚燒城市垃圾的分解爐和焚燒爐在煅燒城市垃圾時,會產生酸性或鹼性的氣氛,而通常的爐襯材料不能滿足這種酸鹼性氣氛頻繁變化的要求。
澆注料的發展趨勢
不定形耐火材料也被稱為第二代耐火材料,已經作為工業窯爐的內襯材料而被廣泛套用,它可以根據使用環境而靈活改變材料的組成性質和工藝,如成分、粒度、結合劑、促凝劑、緩凝劑等,並且施工方法也可根據實際使用情況而進行改變,因此由不定形耐火材料代替定形的耐火磚是必然的發展趨勢。
預計今後澆注料的發展將主要圍繞以下幾方面:
(1)將繼續朝著低水泥、超低水泥和無水泥澆注料方向發展,相應的微粉的開發與套用也會隨之發展起來。
(2)結合劑的種類將繼續向多樣化方向發展。溶膠結合澆注料在今後一個時期內將會繼續發展。
(3)在種類上,品種將會繼續增多,可供使用的耐火原料也會越來越多地被開發出來。在性能上,將繼續向高強、高耐磨、抵抗不同性質的熔渣侵蝕、優良的抗熱震性等方向發展,澆注料的品質將會進一步提高。
(4)將高溫工業窯爐上用後的廢棄耐火材料再生利用在澆注料中,也將成為今後的發展方向。廢棄的耐火材料不但造成資源浪費,同時也帶來環境污染,如何將其再生利用已經成為當今世界範圍內研究的課題。