低水泥系列耐火澆注料是黏土結(jié)合耐火澆注料的基礎(chǔ)上開發(fā)的,也是在20世紀(jì)80年代德得到蓬勃發(fā)展的新一代耐火澆注料。其主要品種有低水泥,超低水泥和無水泥等耐火澆注料,它集多數(shù)耐火澆注料的優(yōu)點于一身,具有高密度,低氣孔,高強度,低磨損,耐熱震和抗侵蝕等特點,同時還具有體積穩(wěn)定性強和施工用水量低等特性,因此應(yīng)用較廣泛,使用效果好喝社會經(jīng)濟效益顯著,
低水泥系列耐火澆注料根據(jù)性能特點,可稱為高科技耐火澆注料,高性能耐火澆注料,致密高強耐火澆注料、低氣孔耐火澆注料和低水分耐火澆注料等;根據(jù)其用途,則分為高爐出鐵溝耐火澆注料和煉鋼鋼包耐火澆注料等;根據(jù)其材質(zhì)品種,又分為硅酸鋁質(zhì)、莫來石、剛玉和尖晶石質(zhì)低水泥耐火澆注料等。
低水泥系列耐火澆注料是于傳統(tǒng)的鋁酸鹽水泥耐火澆注料相比較而言的。眾所周知,鋁酸鹽水泥耐火澆注料的水泥用量,一般為12%~30%,水用量為9%~13%。由于水用量高,澆注料的氣孔多,強度低;由于水泥用量多,可獲得足夠高的常溫強度,但中溫時鋁酸鈣的晶型轉(zhuǎn)變,致使強度顯著降低,且?guī)肓恕?%的CaO與料中的SiO?和Al?O?反應(yīng),生成低熔點的鈣長石(CAS?)或鈣鋁黃長石(C2AS),導(dǎo)致高溫強度和抗侵蝕的下降,當(dāng)采用超微粉技術(shù)、高效外加劑和科學(xué)的顆粒級配時,將澆注料的水泥用量將至8%之下、用水量將至≤7%,即可配成低水泥系列耐火澆注料,帶人的CaO含量≤2.5%,其各項性能指標(biāo)一般超過鋁酸鹽水泥耐火澆注料。由于水泥用量低,故稱低水泥耐火澆注料。應(yīng)當(dāng)指出,粘土結(jié)合劑耐火澆注料的水泥用量一般<4%,水用量≤11%。當(dāng)減少或不用結(jié)合粘土并用超微粉技術(shù)和高效外加劑時,即可配成低水泥耐火澆注料。因此認(rèn)為,低水泥耐火澆注料是在粘土結(jié)合耐火澆注料的基礎(chǔ)上發(fā)展來的,其性能則優(yōu)于粘土耐火澆注料。另外,該類耐火澆注料具有良好的觸變性嗎,既拌和料有一定的形態(tài),稍加外力便開始流動,解除外力則保持已獲得的形態(tài),所以還稱為觸變性耐火澆注料,自然耐火澆注料也屬于此范疇。
低水泥系列耐火磚澆注料迄今尚沒有規(guī)定出確定的定義。美國材料試驗學(xué)會擬根據(jù)耐火澆注料中的CaO含量,進行定義和分類。因此耐火澆注料中的CaO,幾乎全部來自水泥結(jié)合劑,所以能限制鋁酸鹽水泥的用量。
化學(xué)或有機結(jié)合劑等耐火澆注料,其CaO含量也可能小于0.2%,但不能稱為無水泥耐火澆注料,應(yīng)稱作非水泥結(jié)合耐火澆注料。
低水泥耐火競爭力是法國于1969年首先提出的,是通過添加軟質(zhì)粘土和反絮凝劑等方法,使水泥用量將至8%以下,而強度不降低,并改善了高溫性能,但不適應(yīng)于快速加熱,影響其推廣;經(jīng)過進一步研究,法國于1977年首先提出用超微粉技術(shù)和高效外加劑,配制成功了實用的低水泥耐火澆注料。該類耐火澆注料中,顆粒級配十分精細(xì)顆粒間的空隙,幾乎被超微粉全部填充,因此用水量將至4%~7%,組織結(jié)構(gòu)更致密,氣孔率低,強度高,耐磨損,抗侵蝕。在20世紀(jì)70年代后期,相繼開發(fā)了超低水泥系列耐火澆注料。其技術(shù)路線是,超微粉和高效外加的巧妙使用,粒度組成的精細(xì)配伍,因此開發(fā)了新一代耐火澆注料。在20世紀(jì)80年代以來,低水泥系列耐火澆注料得到突飛猛進的發(fā)展,其性能與燒成耐火磚相媲美,應(yīng)用遍及煉鐵、煉鋼、軋鋼和建材等各個領(lǐng)域,并獲得良好的使用效果。
低水泥系列耐火澆注料的突出特點是致密高強,為使用帶來了好處,但給烘烤帶來了麻煩,既烘烤不當(dāng),易發(fā)生剝落或炸裂現(xiàn)象。因此嗎,各國對低水泥系列耐火澆注料的烘烤,進行了多方面的研究。其主要技術(shù)措施是,制定合理的烘烤曲線和采用優(yōu)良的防爆外加劑等,這樣就能使耐火澆注料成型體中的水分,排出順利,不引起任何副作用。
當(dāng)前,低水泥系列耐火澆注料發(fā)展迅速,方興未艾。其主要是趨勢是,提高綜合性能,開發(fā)堿性等低水泥系列澆注料新品種,解決應(yīng)用技術(shù)中的實際問題,擴大澆注料的應(yīng)用范圍。同時,應(yīng)于其他品種耐火澆注料綜合筑爐,以便提高其使用壽命,降低筑爐成本和獲得更大的經(jīng)濟效益。