骨料和細(xì)料可由各種材質(zhì)的耐火原料制成。以硅酸鋁質(zhì)熟料和剛玉材料使用*多。其他如硅質(zhì)、鎂質(zhì)、鉻質(zhì)、鋯質(zhì)和碳化硅質(zhì)材料也可使用,可根據(jù)需要而定。
當(dāng)采用硅酸鋁質(zhì)原料時(shí),常用蠟石、粘土熟料和高鋁礬土熟料。硅酸鋁類天然礦物可不經(jīng)煅燒直接使用。但是藍(lán)晶石不宜直接用作骨料,因?yàn)榇朔N礦物在1200~1400°C范圍內(nèi)變成莫來(lái)石時(shí)會(huì)發(fā)生體積膨脹。若將其制成細(xì)粉,適當(dāng)加入不定形耐火材料之中,可以防止燒成收縮。紅柱石在莫來(lái)石化時(shí)的體積膨脹介于硅線石和藍(lán)晶石之間,直接使用的效果不如硅線石。燒結(jié)和電熔合成的莫來(lái)石,可以用作澆注料的優(yōu)選原料。燒結(jié)和電熔剛玉制成的材料可以制成高溫性能良好且可在強(qiáng)還原氣氛中使用的不定形耐火材料。
一般地,以燒結(jié)良好的吸水率為1~5%的燒結(jié)材料為骨料可獲得較高的強(qiáng)度。若以熔融材料作為骨料,因其表面不吸水,易使?jié)沧⒘现械念w粒下方集水較多,使顆粒和結(jié)合劑之間的結(jié)合強(qiáng)度降低,而且在使用過(guò)程中也不易燒結(jié)為致密的整體。但若以超微粉的形式加入,則不僅對(duì)強(qiáng)度無(wú)明顯的不利影響,而且可提高?其耐侵蝕性。
影響澆注料的流動(dòng)性的因素有結(jié)合劑的品種和數(shù)量、水灰比、骨料的級(jí)配、骨料的形狀以及細(xì)粉的細(xì)度和數(shù)量。增加細(xì)粉的細(xì)度和數(shù)量,提高水灰比,造成更多的球形顆粒,有利于工作性能的提高。
硅質(zhì)材料由于在中溫下體積膨脹較大,高溫下與堿性結(jié)合劑的反應(yīng)很強(qiáng)烈,體積穩(wěn)定性和熱震穩(wěn)定性都很低,因此很少應(yīng)用。在這類材料中的熔融石英,由于其熱膨脹系數(shù)很小,耐熱震性很好,并耐酸性介質(zhì)的侵蝕,因而可作為在中溫下使用的澆注料的原料,特別是可作為某些要求耐熱震性高的化學(xué)工業(yè)窯爐所以的澆注料的原料。
鎂質(zhì)材料的熱膨脹率較大,在急劇烈加熱時(shí)易產(chǎn)生的崩裂,且因熔渣侵蝕造成變質(zhì)層較厚,剝落的厚度較大,除在加熱爐爐底等處以外,很少用作澆注料的原料。
鉻質(zhì)材料的質(zhì)量因產(chǎn)地不同而不同。此種材料可用于加熱爐中心氣氛變化不大的部位,可用于加熱爐中堿性同酸性材料的中間間隔層。
鉻質(zhì)材料一般用于較高溫度下,碳化硅質(zhì)材料用于要求耐磨或高導(dǎo)熱之處。
以上各種材料的骨料和細(xì)料的制備和配合的原則、過(guò)程與制造定形耐火制品相同。但在澆注料中結(jié)合劑的加入,往往產(chǎn)生助熔作用,使?jié)沧⒘系幕|(zhì)部分的高溫強(qiáng)度和耐侵蝕性有所減弱。為充分利用骨料所具有的優(yōu)良的高溫性能,避免基質(zhì)部分可能帶來(lái)的不利影響,常采用相同材料原料中等級(jí)更優(yōu)良者作為細(xì)粉,來(lái)提高基質(zhì)的品質(zhì),以使其與骨料的品質(zhì)相當(dāng)。
澆注料的基質(zhì)部分在高溫下一般都要發(fā)生收縮。而由體積穩(wěn)定的熟料所制成的骨料卻因受熱而膨脹,兩者間產(chǎn)生較大變形差,因而引起內(nèi)應(yīng)力甚至產(chǎn)生結(jié)合層之間的裂紋,降低耐侵蝕性。為避免此種危害,除在構(gòu)成基質(zhì)的組份中加入適量膨脹劑外,應(yīng)盡量選用熱膨脹率較小的耐火材料作為骨料。由這種材料制成的澆注料,一般有較高的耐熱震性。如在中溫下使用的澆注料,利用SIO?-A1?O?-MgO系的堇青石和SiO?-A1?O?-Li?O系的鋰輝石等作為骨料,就具有此種效果。
澆注料的骨料也可用輕質(zhì)多孔材料制成輕質(zhì)澆注料,其基質(zhì)可視使用溫度和密度要求適當(dāng)引入輕質(zhì)材料如漂珠等。另外,也可使用纖維質(zhì)的耐火材料制成纖維增強(qiáng)澆注料。當(dāng)使用溫度不大高時(shí)可引入不銹鋼纖維,制成剛纖維增強(qiáng)的澆注料,在實(shí)際中有很大的意義。
通常依材質(zhì)的不同而對(duì)澆注料分類,并分別生產(chǎn)和使用。與定形耐火材料制品相識(shí),骨料和細(xì)粉的形狀和表面特征以及顆粒級(jí)配對(duì)澆注料的性質(zhì)也有相當(dāng)大的影響。若骨料的內(nèi)摩擦很大,表面吸水率很高,則在一定程度上降低混合料的流動(dòng)性。間斷級(jí)配雖然可以增加混合料的流動(dòng)性,但更容易產(chǎn)生離析,根據(jù)*緊密堆積原則獲得的合理級(jí)配中適當(dāng)?shù)卦黾蛹?xì)粉,可使兩者在一定程度下得到兼顧。