澆注坑耐火材料澆注料的研究進展

澆注坑耐火材料普通澆注料

1、焦寶石基澆注料

焦寶石基澆注料具有優(yōu)良的高溫性能、良好的耐熔融金屬侵蝕及抗熱震性能，適用于與鐵水直接接觸的轉(zhuǎn)爐、鐵水包等設(shè)備的襯里部位。

2、礬土基澆注料

以礬土為基體制備的不定形耐火材料具有耐火度高、強度好和耐磨性優(yōu)良等性能，是適用于許多工業(yè)窯爐內(nèi)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(yōu)良的抗熱震性等特點，適用于耐剝落及耐磨性優(yōu)良的襯里部位。

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、堿性爐渣、金屬溶液和玻璃溶液具有良好的耐侵蝕性等一系列優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于冶金、建材、石油化工等高溫工業(yè)領(lǐng)域。

5、鎂質(zhì)澆注料

鎂質(zhì)澆注料具有耐火度高、抗堿性渣侵蝕性能好等優(yōu)點，因此普遍應(yīng)用在鋼鐵冶金尤其是中間包和有色冶金等設(shè)備上。

澆注坑耐火材料輕質(zhì)隔熱澆注料

隨著世界范圍能源的日益緊缺，各國對絕熱材料的生產(chǎn)和應(yīng)用也愈加重視。應(yīng)用絕熱材料的根本目的在于降低熱工設(shè)備磚砌體的熱損失，提高熱效率和生產(chǎn)率，降低能源消耗。高溫爐窯通過爐墻的熱損失有兩種形式，即爐墻以導(dǎo)熱的形式向外散熱和磚砌體的蓄熱。輕質(zhì)絕熱材料既可使以導(dǎo)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(jié)能效果。

輕質(zhì)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。耐酸耐堿澆注料目前，用于焚燒城市垃圾的分解爐和焚燒爐在煅燒城市垃圾時，會產(chǎn)生酸性或堿性的氣氛，而通常的爐襯材料不能滿足這種酸堿性氣氛頻繁變化的要求。

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(yè)的重要基礎(chǔ)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(jié)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(yù)先成型和燒成，因此具有生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)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(nèi)氣體泄漏、適宜于復(fù)雜構(gòu)型的襯體施工和修補等一系列優(yōu)點，在世界各國都得到了迅猛發(fā)展。

目前，在全球大力發(fā)展低碳經(jīng)濟形勢下，實現(xiàn)高溫工業(yè)的“綠色化”與耐火材料工業(yè)自身的“綠色化”不無關(guān)系。不定形耐火材料從制備到施工的綜合能耗低，無需燒成，符合低碳經(jīng)濟要求和國家提出的“綠色耐火材料”理念。

不定形耐火材料也被稱為第二代耐火材料，已經(jīng)作為工業(yè)窯爐的內(nèi)襯材料而被廣泛應(yīng)用，它可以根據(jù)使用環(huán)境而靈活改變材料的組成性質(zhì)和工藝，如成分、粒度、結(jié)合劑、促凝劑、緩凝劑等，并且施工方法也可根據(jù)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(fā)展趨勢。

預(yù)計今后澆注料的發(fā)展將主要圍繞以下幾方面：

（1）將繼續(xù)朝著低水泥、超低水泥和無水泥澆注料方向發(fā)展，相應(yīng)的微粉的開發(fā)與應(yīng)用也會隨之發(fā)展起來。

（2）結(jié)合劑的種類將繼續(xù)向多樣化方向發(fā)展。溶膠結(jié)合澆注料在今后一個時期內(nèi)將會繼續(xù)發(fā)展。

（3）在種類上，品種將會繼續(xù)增多，可供使用的耐火原料也會越來越多地被開發(fā)出來。在性能上，將繼續(xù)向高強、高耐磨、抵抗不同性質(zhì)的熔渣侵蝕、優(yōu)良的抗熱震性等方向發(fā)展，澆注料的品質(zhì)將會進一步提高。

（4）將高溫工業(yè)窯爐上用后的廢棄耐火材料再生利用在澆注料中，也將成為今后的發(fā)展方向。廢棄的耐火材料不但造成資源浪費，同時也帶來環(huán)境污染，如何將其再生利用已經(jīng)成為當今世界范圍內(nèi)研究的課題。

澆注料又稱耐火澆注料，是一種由耐火物料加入一定量結(jié)合劑制成的粒狀和粉狀材料，具有較高流動性，以澆注方式成型的不定形耐火材料。

同其他不定形耐火材料相比，結(jié)合劑和水分含量較高，流動性較好，故而澆注料應(yīng)用范圍較廣，可根據(jù)使用條件對所用材質(zhì)和結(jié)合劑加以選擇。既可直接澆注成襯體使用，又可用澆注或震實方法制成預(yù)制塊使用。

設(shè)備條件一定和冶煉鋼種確定時，澆注工藝是十分重要的。澆注工藝中最重要的兩個工藝參數(shù)就是澆注溫度與澆注速度。它決定鋼錠的表面質(zhì)量，如冒口的收縮、氣體逸出與夾雜物的上浮、鋼的偏 析、疏松、縮孔等質(zhì)量問題。對于澆注溫度的確定，一般采用如下公式：

T_澆注=T_溶點 T_過熱

式中T_澆注——鋼種的液相線溫度;T_溶點——包括根據(jù)鋼種決定的澆注最小過熱量。因澆注方法和錠型等因素，要求增減的溫度以及整個澆注過程中鋼液的溫度下降值;T_過熱——開澆時鋼液溫度。

一些高合金模具鋼的澆注，一般都采用低溫快注的原則，以減少鋼中的偏析和疏松，出鋼溫度控制在高于鋼的熔點80℃～100℃，根據(jù)鋼種、錠型和鋼包的大小而定。澆注速度是與澆注溫度密不可分的，通常用 “高溫慢注”與“低溫快注”，必須根據(jù)注溫調(diào)節(jié)注速。如注速過快，相當于提高了澆注溫度，因為同一時間內(nèi)帶入鋼錠模內(nèi)的熱量增加，整個鋼錠的凝固 時間延長，成分偏析嚴重，夾雜物增加，氣體也不易排出，還可能出現(xiàn)翻皮缺陷。另外，在模具鋼的澆注過程中，一定要注意補縮。至于補縮的時間與錠型、鋼種等有關(guān)系。