耐火澆注料

耐火材料分為定型耐火材料和不定型耐火材料。不定型耐火材料通常指澆注料，是由多種骨料或集料和一種或多種粘和劑組成的混合粉狀顆料，使用時(shí)必須和一種或多種液體配合攪拌均勻，具有較強(qiáng)的流動(dòng)性和可塑性。

定型耐火材料和不定型耐火材料

成分

耐火骨料、粉料、結(jié)合劑等

特性

流動(dòng)性、可塑性

澆注料是一種由耐火物質(zhì)制成的粒狀和粉狀材料，并加入一定量結(jié)合劑和水分共同組成。它具有較高的流動(dòng)性，適宜用澆注方法施工，并無需加熱即可硬化的不定形耐火材料。由耐火骨料、粉料、結(jié)合劑、外加劑、水或其他液體材料組成。一般在使用現(xiàn)場以澆注、震動(dòng)或搗固的方法澆筑成型，也可以制成預(yù)制件使用。

簡史 耐火澆注料是不定形耐火材料的主要品種，在第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期美國以耐火澆注料作為鍋爐或石油生產(chǎn)設(shè)備的異型磚代用品使用，日本于1950年開始研究生產(chǎn)此類材料。

20世紀(jì)50年代初期，蘇聯(lián)開始應(yīng)用硅酸鹽水泥耐火澆注料。60年代以來，不定形耐火材料發(fā)展迅速，到90年代日、美、德等國家的不定形耐火材料產(chǎn)量已占耐火材料總產(chǎn)量的1/3以上，而耐火澆注料占不定形耐火材料的40%~50%。

中國在20世紀(jì)50年代初期開始應(yīng)用硅酸鹽水泥耐火澆注料，當(dāng)時(shí)稱為耐熱混凝土，主要用于700℃以下(有時(shí)700~1200℃)的熱工構(gòu)筑物，1965~1975年普遍采用鋁酸鈣水泥和磷酸鹽耐火澆注料，當(dāng)時(shí)稱為耐火混凝土，使用溫度提高到1400~1600℃，在此期間建設(shè)了產(chǎn)品生產(chǎn)基地，1976年初建立了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，1976年以后，產(chǎn)品種類迅速增加，質(zhì)量也逐步提高，80年代中期中國又開發(fā)了新一代耐火澆注料，包括低水泥、超低水泥和無水泥耐火澆注料，其質(zhì)量接近國際先進(jìn)水平。

技術(shù)特性

耐火澆注料是目前生產(chǎn)與使用最廣泛的一種不定形耐火材料。主要用于構(gòu)筑各種加熱爐內(nèi) 襯等整體構(gòu)筑物。某些優(yōu)質(zhì)品種也可用于冶煉爐。如鋁酸鹽水泥耐火澆注料可廣泛用于各種加熱爐和其他無渣、無酸堿侵蝕的熱工設(shè)備中。在受鐵水、鋼水和熔渣侵蝕而工作溫度又較高的部位，如出鋼槽、盛鋼桶和高爐爐身、出鐵溝等，可使用由低鈣和純凈的高鋁水泥結(jié)合的由含氧化鋁較高而燒結(jié)良好的優(yōu)質(zhì)粒狀和粉狀料制成的耐火澆注料。再如磷酸鹽耐火澆注料既可廣泛用于加熱爐和加熱金屬的均熱爐中，也可用于煉焦?fàn)t，水泥窯中直接同物料接觸的部位。在同熔渣和熔融金屬直接接觸的冶金爐和其他容器中的一些部位，使用優(yōu)質(zhì)磷酸鹽耐火澆注料進(jìn)行修補(bǔ)也有良好效果。

在一些工作溫度不甚高而需要耐磨性較高的部位，使用磷酸鹽耐火澆注料更為適宜。若選用剛玉質(zhì)耐火物料制成耐火澆注料，在還原氣氛下使用一般皆有較好的效果。

作為熱工設(shè)備的內(nèi)襯和爐體時(shí)，一般應(yīng)在第一次使用前進(jìn)行烘烤，以使其中的物理水和結(jié)晶水逐步排除，達(dá)到某種程度的燒結(jié)，使其體積和某些性能達(dá)到使用時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)。烘烤制度對使用壽命有很大影響。烘烤制度的基本原則應(yīng)是升溫速度與可能產(chǎn)生的脫水及其他物相變化和變形相應(yīng)，在急劇產(chǎn)生上述變化的某些溫度階段內(nèi)，應(yīng)緩慢升溫甚至保溫相當(dāng)時(shí)間。若烘烤不當(dāng)或不經(jīng)烘烤立即快速升溫投入使用，極易產(chǎn)生嚴(yán)重裂紋，甚至松散倒塌，在特本特厚部位甚至可能發(fā)生爆炸。

此外耐火澆注料一般具有較高的常溫強(qiáng)度，可以制成預(yù)制件在窯爐旋工現(xiàn)場安裝，如連鑄的中間罐用耐火澆注料堰板預(yù)制件安裝(見彩圖插頁第20頁)。耐火澆注料主要應(yīng)用于冶金工業(yè)窯爐，也在石油、化工、建材、電力和機(jī)械工業(yè)窯爐和熱工設(shè)備中廣泛使用。

注料種類

主要按氣孔率、結(jié)合劑、骨料品種分類。在實(shí)際使用中還經(jīng)常以使用溫度或功能特點(diǎn)進(jìn)行分類。

按氣孔率分 有致密耐火澆注料和氣孔率不低于45%的隔熱耐火燒注料兩種。

按結(jié)合劑分 有水硬性結(jié)合、化學(xué)結(jié)合、凝聚結(jié)合耐火澆注料。

水硬性結(jié)合澆注料在常溫下凝結(jié)硬化并通過水化作用而硬化，主要品種有硅酸鹽水泥、普通鋁酸鈣水泥、純鋁酸鈣水泥、電熔純鋁酸鈣水泥澆注料等。化學(xué)結(jié)合澆注料在常溫下一般通過加入促硬劑形成化學(xué)反應(yīng)而硬化，主要品種有水玻璃、硫酸鋁、磷酸鹽澆注料等。凝聚結(jié)合澆注料為在煅燒過程中經(jīng)燒結(jié)作用而硬化，主要品種有粘土澆注料等。

按耐火骨料分 有粘土質(zhì)骨料(Al2O3 30%~45%)、高鋁質(zhì)骨料(Al2O3%26ge;45%)、硅質(zhì)骨料(SiO2%26ge;85%、Al2O3%26lt;10%)、堿性骨料(有鎂砂、白云石等)、特殊骨料(有碳、碳化物、尖晶石、鋯英石、氮化物等)和隔熱骨料(有珍珠巖、蛭石、陶粒、漂珠、輕質(zhì)磚砂、多孔熟料、氧化鋁空心球等)。

在實(shí)際使用中，根據(jù)工程要求允許采用某些混合骨料種碳纖維澆注一體式抽油桿扶正器，屬于油田生產(chǎn)用配件，包括碳纖維扶正體、油油桿，碳纖維扶正體和抽油桿一次性澆注成一體。本實(shí)用新型直接將碳纖維扶正體一次性澆注在抽油桿上，省去了原有通過媒體件的方法進(jìn)行作用，也省去了工人在現(xiàn)場下井時(shí)重復(fù)安裝傳統(tǒng)扶正器的時(shí)間，牢固性極高，同時(shí)減少了繁瑣的部件，制造安裝都很方便，并且體重輕了，成本低，耐磨性是傳統(tǒng)扶正體的1.8倍，提高了修井周期，節(jié)省檢修費(fèi)用。

科技展望

隨著不定形耐火材料在耐火材料中的比率提高，耐火澆注料必將迅速發(fā)展，與此同時(shí)品種增加質(zhì)量也將相應(yīng)提高，重點(diǎn)仍將發(fā)展低水泥、超低水泥和無水泥耐火澆注料，結(jié)合資源條件選用均化和優(yōu)質(zhì)原料和特殊骨料以改善基本組成，研究和推廣采用纖維加強(qiáng)耐火澆注料和自流耐火澆注料，應(yīng)用各種外加劑以提高耐火澆注料的性能，此外，發(fā)展專用型澆注料(如出鐵溝、盛鋼桶內(nèi)襯等)以及具有特殊功能型材料(如耐磨、耐酸、耐堿、高強(qiáng)隔熱、高強(qiáng)高導(dǎo)熱等特性)，在生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)方面完善生產(chǎn)設(shè)備與施工配套機(jī)具。