新型磷酸盐结合耐火散状料的研制与应用
- 格式:pdf
- 大小:196.66 KB
- 文档页数:3
混凝土阻燃剂的原理与应用一、引言混凝土是建筑工程中常用的一种材料,其具有高强度、耐久性好、施工方便等优点。
然而,混凝土的燃烧性能较差,一旦发生火灾,会对建筑物和人员带来巨大的危害。
因此,为了提高混凝土的防火性能,阻燃剂的应用成为了一种有效的方法。
二、混凝土阻燃剂的种类1. 碳酸盐类阻燃剂碳酸盐类阻燃剂是一种常用的混凝土阻燃剂,主要由氢氧化铝、硫酸钙等化合物组成。
其作用机理是在混凝土中释放出水分,降低混凝土的温度,从而达到阻燃的目的。
碳酸盐类阻燃剂具有防火性能好、成本低等优点,在建筑工程中得到了广泛的应用。
2. 磷系阻燃剂磷系阻燃剂是一种具有高效防火性能的混凝土阻燃剂,主要由含磷化合物组成。
其作用机理是在混凝土中释放出磷酸,与钙离子结合形成一种难燃的磷酸钙物质,从而达到阻燃的目的。
磷系阻燃剂具有防火性能好、成本较高等特点,在高层建筑、地铁等场所得到了广泛的应用。
3. 氨基甲酸盐类阻燃剂氨基甲酸盐类阻燃剂是一种新型的混凝土阻燃剂,主要由氨基甲酸盐等化合物组成。
其作用机理是在混凝土中释放出甲醛,与混凝土中的氮气氧化反应,生成一种难燃的化合物,从而达到阻燃的目的。
氨基甲酸盐类阻燃剂具有防火性能好、环保等特点,在近年来得到了广泛的应用。
三、混凝土阻燃剂的应用1. 混凝土防火隔板混凝土防火隔板是建筑工程中常用的一种防火材料,其主要由混凝土和阻燃剂组成。
在制作过程中,将阻燃剂和混凝土按一定比例混合后进行浇注,形成一种防火性能好、强度高的材料。
混凝土防火隔板广泛应用于高层建筑、地铁等场所的防火隔离、隔音等方面。
2. 混凝土防火涂料混凝土防火涂料是一种防火性能好、施工方便的混凝土阻燃材料,其主要由阻燃剂和涂料组成。
在施工过程中,将阻燃剂和涂料按一定比例混合后进行涂覆,形成一种防火性能好、外观美观的材料。
混凝土防火涂料广泛应用于公共建筑、住宅等场所的防火涂装、装饰等方面。
3. 混凝土防火板材混凝土防火板材是一种防火性能好、强度高的混凝土制品,其主要由阻燃剂和混凝土组成。
耐火材料级别磷酸锆磷酸锆是一种耐火材料,具有优良的耐高温性能和化学稳定性。
它被广泛应用于各种高温工业领域,如冶金、化工、电力等。
本文将从磷酸锆的性质、制备方法以及应用领域等方面进行详细介绍。
一、磷酸锆的性质磷酸锆是一种无机化合物,化学式为Zr(HPO4)2。
它具有高的熔点和热稳定性,能够在高温环境下保持较好的物理和化学性质。
磷酸锆的晶体结构属于正交晶系,具有良好的晶体形态和晶格稳定性。
此外,磷酸锆还具有较低的热膨胀系数和热导率,能够有效地抵抗高温热应力和热震。
二、磷酸锆的制备方法磷酸锆的制备方法主要包括溶液法、固相法和气相法等。
其中,溶液法是一种常用的制备方法。
该方法首先将锆盐和磷酸盐溶解在适量的溶剂中,形成磷酸锆的溶液。
然后,通过蒸发结晶或者沉淀法将溶液中的磷酸锆沉淀下来。
最后,经过干燥和煅烧等步骤,即可得到高纯度的磷酸锆产品。
三、磷酸锆的应用领域1. 冶金领域:磷酸锆被广泛应用于冶金行业,用于制备高温炉窑的耐火材料。
由于磷酸锆具有耐高温、耐腐蚀等优良性能,能够有效地保护冶金设备不受高温和腐蚀介质的侵蚀,因此在冶金炉窑的内衬、炉壁等部位有着重要的应用。
2. 化工领域:磷酸锆也被广泛应用于化工行业,用于制备耐酸碱腐蚀的设备和管道。
在一些酸碱腐蚀性较强的化工生产过程中,常常需要使用耐火材料来保护设备和管道不受腐蚀。
磷酸锆由于其卓越的耐腐蚀性能,成为理想的选择。
3. 电力领域:磷酸锆在电力行业中也有广泛的应用。
在一些电力设备中,如燃煤锅炉、石油化工装置等,由于工作环境的高温和腐蚀性,需要使用耐火材料来保护设备的正常运行。
磷酸锆作为一种耐高温和耐腐蚀的材料,被广泛应用于这些设备的内衬、炉排等部位。
4. 其他领域:除了上述行业,磷酸锆还在其他领域中得到应用。
例如,在航空航天、核工业、玻璃制造等领域,由于工作环境的特殊性,也需要使用耐火材料来满足高温和腐蚀的要求。
磷酸锆由于其出色的耐火性能,成为这些领域的重要材料之一。
黑色磷酸盐是一种化学物质,其化学式为BP,具有高熔点、高沸点、高热稳定性等特性。
它在化学、材料科学、环保等领域有着广泛的应用。
黑色磷酸盐是一种黑色晶体或粉末,具有强烈的吸湿性,易溶于水,不溶于有机溶剂。
它的晶体结构由磷酸盐离子和水分子的配位键构成,这种结构使得它具有很高的化学稳定性。
黑色磷酸盐在化学领域的应用非常广泛。
它可以作为催化剂,用于有机合成和化学反应中,提高反应速率并保持产物的纯度。
此外,它还可以用作氧化剂,用于制备各种有机化合物。
在材料科学领域,黑色磷酸盐被用于制备高性能的陶瓷材料,具有优异的机械性能和耐腐蚀性。
在环保领域,黑色磷酸盐也是一种重要的污染物处理剂。
它可以与重金属离子结合,形成稳定的化合物,从而有效地去除废水中的重金属离子,达到净化水质的目的。
此外,黑色磷酸盐还可以用于处理含氟废水,有效地去除氟离子,减少环境污染。
黑色磷酸盐的生产工艺主要包括磷酸盐的合成和后处理两个步骤。
在合成阶段,通常采用高温高压的条件,将磷酸与相应的金属氧化物或盐反应生成磷酸盐。
后处理则是对合成得到的磷酸盐进行提纯、破碎、研磨等处理,得到所需的黑色磷酸盐产品。
总的来说,黑色磷酸盐作为一种重要的化学物质,具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步,黑色磷酸盐的应用领域还将不断扩大。
同时,我们也需要注意到,黑色磷酸盐的生产和使用也会带来一些环境问题,需要我们加强管理和监督,以实现可持续发展。
食品级磷酸盐的应用进展张海燕;杨劲;明大增;吉晓玲;朱丽娜【摘要】磷酸盐在食品中的作用越来越重要,它广泛应用于食品生产的各个领域,对食品品质的改良起着重要的作用.本文简单介绍了食品级磷酸盐国内外发展现状并对其在食品加工中的作用机理、应用现状进行了综合分析.【期刊名称】《化学工程师》【年(卷),期】2014(028)009【总页数】4页(P32-35)【关键词】食品级磷酸盐;国内外发展现状;作用机理;应用【作者】张海燕;杨劲;明大增;吉晓玲;朱丽娜【作者单位】昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500;昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500;云天化国际化工股份有限公司,云南昆明650113;云天化国际化工股份有限公司,云南昆明650113;昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500【正文语种】中文【中图分类】TS202磷酸盐作为食品添加剂中应用最为广泛的原料之一,早在上世纪初就被欧美等发达国家应用于各种食品的加工中。
我国虽然已经成为磷化工生产大国,但国内食品级磷酸盐行业的现状仍然是“散、小、低、乱”,并且随着我国食品安全意识的增强,吃得健康、吃得安全对食品添加剂行业提出了新的要求。
因此,业界专家建议,我国要从磷酸盐生产大国转变成为世界磷酸盐生产应用的强国,这也使得国内精细食品级磷酸盐行业面临着转型升级的紧迫任务[1]。
目前,我国食品级磷酸产能过剩,开工率仅为五成左右,但随着饮料等食品工业产量的增加,预计国内食品级磷酸消费市场需求将以12%的速度增长。
国外食品工业相对成熟,对食品级磷酸的需求维持在50万t左右,预计到2017年,食品级磷酸产量将达到152万t,磷酸生产量增长率在5%左右。
基于此,未来十年,国际磷酸盐的市场需求将增长40%,从5000万t·a-1增长到7000万t·a-1[2]。
总体来看,食品级磷酸盐的发展潜力是很大的,发展前景是乐观的。
1.1 国外食品级磷酸发展现状磷酸盐是世界各国应用最为广泛的食品品质改良剂,已推广至肉制品、饮料、面制品、水产品等各个领域。
无定型磷酸盐结晶摘要:一、无定型磷酸盐结晶的定义与特点二、无定型磷酸盐结晶的形成过程三、无定型磷酸盐结晶的应用领域四、无定型磷酸盐结晶的发展前景与挑战正文:无定型磷酸盐结晶是一种重要的无机材料,具有独特的物理和化学性质。
本文将介绍无定型磷酸盐结晶的定义、形成过程、应用领域以及发展前景与挑战。
一、无定型磷酸盐结晶的定义与特点无定型磷酸盐结晶是一种非晶态的磷酸盐材料,与传统的晶体磷酸盐相比,具有更高的比表面积、孔容和孔径可调等优点。
这使得无定型磷酸盐结晶在许多领域具有广泛的应用前景。
二、无定型磷酸盐结晶的形成过程无定型磷酸盐结晶主要通过溶液结晶法、共沉淀法、水热法等途径制备。
其中,溶液结晶法是最常用的方法,其制备过程主要包括溶液配制、结晶、分离和干燥等步骤。
通过控制结晶条件,可以实现对无定型磷酸盐结晶结构和性能的调控。
三、无定型磷酸盐结晶的应用领域无定型磷酸盐结晶因其独特的物理和化学性质,在许多领域都有广泛的应用。
例如,在催化领域,无定型磷酸盐结晶可以作为催化剂或载体,提高催化效率;在环境领域,无定型磷酸盐结晶可用作吸附剂,去除水中的重金属离子;在材料领域,无定型磷酸盐结晶可用作功能材料,如电极材料、传感器等。
四、无定型磷酸盐结晶的发展前景与挑战随着研究的深入,无定型磷酸盐结晶的应用领域不断拓宽,发展前景十分广阔。
然而,无定型磷酸盐结晶在实际应用中还面临着一些挑战,如制备方法的优化、性能的稳定性和可重复性等。
为应对这些挑战,研究人员需要进一步加强无定型磷酸盐结晶的基础研究,努力实现其产业化应用。
总之,无定型磷酸盐结晶作为一种具有优越性能的无机材料,在多个领域具有广泛的应用前景。
耐火材料的研发趋势耐火材料是高温工业生产中不可或缺的基础材料,广泛应用于钢铁、冶金、玻璃、水泥、陶瓷等行业。
随着高温工业的不断发展和技术进步,对耐火材料的性能和质量提出了更高的要求,推动了耐火材料研发的不断创新和发展。
在过去的几十年里,耐火材料的研发主要集中在提高耐火度、抗热震性、抗侵蚀性等方面。
通过不断改进原材料的选择、优化生产工艺和配方设计,耐火材料的性能得到了显著提升。
然而,随着高温工业的进一步发展,如超高温熔炼技术的应用、节能环保要求的提高以及新型工业炉窑的出现,耐火材料面临着新的挑战和机遇。
目前,耐火材料的研发呈现出以下几个主要趋势:高性能化是耐火材料研发的重要方向之一。
为了满足高温工业日益苛刻的工作条件,需要开发具有更高耐火度、更强抗热震性、更好抗侵蚀性和抗氧化性的耐火材料。
例如,在钢铁冶炼中,随着转炉、电炉等炼钢设备的大型化和高效化,对炉衬耐火材料的性能要求越来越高。
研发出能够在更高温度下长期稳定工作、抵抗钢水和炉渣侵蚀的高性能耐火材料,成为钢铁行业的迫切需求。
多功能化也是耐火材料研发的一个重要趋势。
传统的耐火材料主要侧重于单一的耐火性能,而现代高温工业对耐火材料提出了更多的功能要求。
例如,除了具备良好的耐火性能外,还需要具有隔热保温、过滤净化、电磁屏蔽等功能。
多功能化的耐火材料可以提高工业炉窑的能源利用效率、降低污染物排放、改善工作环境,具有重要的经济和环保意义。
绿色环保化是当前耐火材料研发的必然趋势。
随着全球对环境保护的重视程度不断提高,高温工业对耐火材料的环保性能提出了更高的要求。
研发低能耗、低污染、可循环利用的绿色耐火材料成为当务之急。
例如,采用废弃物作为原料生产耐火材料,不仅可以降低生产成本,还可以减少对环境的污染。
同时,开发无铬、无铅等环保型耐火材料,也是解决传统耐火材料中有害物质排放问题的重要途径。
智能化是耐火材料研发的一个新的方向。
随着工业40 时代的到来,智能化技术在高温工业中的应用越来越广泛。
---文档均为word文档,下载后可直接编辑使用亦可打印---摘要本文主要利用文献检索法、比较法、实验法等方法对磷酸盐混凝土的耐热性能进行研究。
在磷酸盐耐热混凝土配方的基础上,固定天然河砂、高纯度镁砂、石英粉、碳酸钙粉、普通水泥的质量,以及改变粉煤灰、磷酸二氢铝的组成进行配制混凝土,并通过导热系数、比热两个指标测试分别测试和计算耐热性能。
结果显示,磷酸二氢铝能提高磷酸盐混凝土比热和导热系数,从而提高其耐热性能。
适量添加粉煤灰能提高磷酸盐混凝土的导热系数,但会降低其比热。
关键词:磷酸盐;粉煤灰;混凝土;耐热性能Test of Phosphate Heat Resistant ConcreteAbstractIn this paper, the thermal resistance of phosphate concrete is studied by means of literature search, comparison and experiment. Based on the formula of phosphate heat-resistant concrete, fixed the quality of natural river sand, high purity magnesia, quartz powder, calcium carbonate powder and ordinary cement, and changed the composition of fly ash and aluminium dihydrogen phosphate to prepare concrete, and tested and calculated the heat-resistant performance by thermal conductivity and specific heat. The results show that aluminium dihydrogen phosphate can improve the specific heat and thermal conductivity of phosphate concrete, thereby improving its heat resistance. Proper addition of fly ash can improve the thermal conductivity of phosphate concrete, but reduce its specific heat.Keywords: Phosphate; Fly ash;Concrete; Heat resistance目录一、前言 (1)(一)研究现状及其意义 (1)二、研究的目的及内容 (3)(一)研究目的 (3)(二)研究内容 (3)1.混凝土比热 (3)2.混凝土导热系数 (4)三、试验的材料与方法 (5)(一)原材料综述 (5)(二)磷酸盐耐热混凝土配比 (7)(三)混凝土搅拌流程 (7)(四)实验设备器材 (8)四、试验数据处理与分析 (10)(一)磷酸盐混凝土砖块比热 (10)1.混凝土试块比热计算方法 (13)2.磷酸盐混凝土比热处理与分析 (14)(二)磷酸盐混凝土砖块导热系数 (19)1.磷酸盐混凝土砖块导热系数计算方法 (19)2.磷酸盐混凝土导热系数处理和分析 (20)(三)结论 (25)参考文献 (26)谢辞 (27)附录 (28)一、前言(一)研究现状磷酸盐水泥是以磷酸盐作结合剂,耐热材料作集料配制成的具有防火耐热性质的混凝土成为磷酸盐防火耐热混凝土[1]。
第九章不定型耐火材料9.1 不定型耐火材料概述定义:不定型耐火材料是由耐火骨料和粉料、结合剂或另掺外加剂一定比例组成的混合料,能直接使用或加适当的液体调配后使用,是一种不经煅烧的新型耐火材料,其耐火度不低于1580摄氏度。
分类:不定型耐火材料种类繁多。
按工艺特性分类:浇注料,可塑料,捣打料,喷射料,投射料,火泥,涂抹料。
按原料材质分类:硅质,粘土质,高铝质,镁质,白云石质,铬质,含铬质等。
按结合剂品种分类:水玻璃结合,铝酸盐水泥结合,硅酸盐结合,焦油沥青结合,酚醛树脂结合等。
按施工方法和材料性质,不定形耐火材料可分为浇灌料、可塑料、捣打料、喷补料、投射料和涂料等。
矿物组成:其化学矿物组成取决于所用的颗粒料,粉状耐火材料,并与结合剂的品种及数量有关。
其制品的密度与组成材料及配比相关,与施工相关。
不定型耐火材料主要优点: 195页 1段9.2 不定型耐火材料的结合剂和外加剂9.2.1 有机结合剂要求:结合剂具备较好的粘结性能;高温性能;较好的流动性;浸润性;分散度;凝结硬化性质。
同时具备硬化时的体积稳定性,硬化后的耐火性及其他高温性能。
把由耐火粗颗粒料和粉料组成的散状耐火材料胶结在一起的物质,又称“胶结剂”。
用作耐火材料的结合剂,不但要求具有较好的冷态和热态结合强度,而且要求具有较好的施工(成型)性能和使用性能。
分类耐火材料,尤其是不定形耐火材料所用的结合剂,随被结合材料的性能及用途不同而不同,品种繁多,一般按结合剂的化学性质和结合剂的硬化条件分类。
1. 水溶性结合剂按化学性质分有机和无机结合剂:产生粘着结合的结合剂多数为有机结合剂,其中有的为暂时性结合剂,即在常温下或低温下起结合作用,经中温和高温热处理后会燃烧掉,如糊精、羧甲基纤维素、环氧树脂、纸浆废液等;水溶性结合剂——糊精、粉状羧甲基纤维素、粉状及液状木质素磺酸类材料、聚乙烯乙醇粉状晶体等。
这是一类大分子结构的有机物,存在极性基,吸附水分子形成水化膜,这类结合剂一般不与耐火材料产生化学反应,具有保水性,施工方便,所用量占5%,以后的干燥过程中,收缩小,加热易分解,挥发,不产生对高温性能影响的残留物。
轻丙基二淀粉磷酸轻丙基二淀粉磷酸(Light propyl di-starch phosphate,简称LPDSP)是一种新型的磷酸酯类化合物,具有多种特殊性质和应用潜力。
本文将从LPDSP的结构、制备方法、性质以及应用领域等方面进行介绍,以期全面了解这一化合物。
一、结构和制备方法轻丙基二淀粉磷酸是由淀粉和丙烯酸酯类化合物在特定条件下反应而成的。
其结构中包含有机磷酸酯键和淀粉酯键,磷酸酯键使得该化合物具有良好的热稳定性和抗溶剂性能,而淀粉酯键则保持了其良好的水溶性。
制备LPDSP的方法可以简单描述为以下步骤:首先,将淀粉与丙烯酸酯类化合物按一定比例混合;然后,在适当的温度和压力条件下,通过催化剂的作用,使淀粉与丙烯酸酯类化合物发生共聚反应;最后,通过酸化处理,将共聚物中的羟基部分酯化为磷酸酯,得到最终的轻丙基二淀粉磷酸产物。
二、性质特点1. 热稳定性:轻丙基二淀粉磷酸具有较高的热稳定性,能够在高温条件下保持其结构稳定性和性能不受损。
2. 溶解性:该化合物在水中具有良好的溶解性,能够迅速溶解并形成透明的溶液。
3. 阻燃性:轻丙基二淀粉磷酸作为磷酸酯类化合物,具有优异的阻燃性能,可以广泛应用于阻燃材料领域。
4. 生物可降解性:由于其主要成分为淀粉,轻丙基二淀粉磷酸具有良好的生物可降解性,对环境友好。
三、应用领域1. 阻燃材料领域:轻丙基二淀粉磷酸作为一种新型的阻燃剂,可以广泛应用于塑料、橡胶和涂料等材料中,提高其阻燃性能和安全性。
2. 食品工业领域:由于其良好的水溶性和生物可降解性,轻丙基二淀粉磷酸可以作为食品加工中的稳定剂和增稠剂使用,提高食品的质地和口感。
3. 医药领域:轻丙基二淀粉磷酸可以作为一种药物缓释剂,通过合理调控其结构和性质,实现药物的缓慢释放,提高药效和减少副作用。
4. 纺织工业领域:将轻丙基二淀粉磷酸应用于纺织品中,可以增加纺织品的阻燃性能和耐磨性,提高其使用寿命和安全性。
轻丙基二淀粉磷酸作为一种新型的磷酸酯类化合物,具有多种特殊性质和广泛的应用潜力。
222
NAIHUOCAILIAO/耐火材料2009/3
新型磷酸盐结合耐火散状料的研制与应用赵映涛攀钢冶金材料有限责任公司 四川攀枝花617023
摘 要 以优质高铝矾土熟料(体积密度3.18g・cm-3)或致密刚玉及烧结α2Al2O3微粉为主要原料,采用固体磷酸二氢铝作为结合剂,研究了分散剂SiO2超细粉、促凝剂矾土水泥、抑制剂NH-66和骨料粒度组成对新型磷酸盐耐火散状料性能的影响。结果表明,SiO2超细粉、矾土水泥、NH-66外加量分别为3.5%、2.5%和0.12%,喷补料骨料临界粒度为4mm,浇注料粒度组成为10~5mm及≤5mm的两级连续通料时,所研制散状料具有施工简便,强度高,耐磨性优,可以快速进行热处理的特点。通过试验生产验证,研制的材料致密性、耐磨损性和抗冲刷性能比现有的浇注料要好,能满足相关的使用条件和要求。关键词 磷酸二氢铝,耐火散状料,促凝剂
攀钢炼铁厂的高炉出铁口及下渣沟等位置使用的是以普通磷酸溶液结合的浇注料。该浇注料需要充分困料(超过16h),施工时还要加入相应的干组分(即不预先进行困料的细粉料,如粉状SiC)和后续的相应磷酸溶液,且在使用过程中剥落严重,耐磨性差。为了简化生产程序,降低劳动强度,提高使用性能,同时满足多种施工方式的需要,本工作研制了固体磷酸二氢铝结合的新型耐火散状料。031 试验1.1 原料试验用主要原料及其化学组成见表1。其中,优质高铝矾土熟料的体积密度为3.18g・cm-3。表1 原料的化学组成(w) Table1Chemicalcompositionsofstartingmaterials %项 目Al2O3Fe2O3SiO2P2O5TiO2优质矾土熟料86.542.27--3.80致密刚玉97.86----固体磷酸二氢铝17.54--65.78-烧结α2Al2O3细粉98.20----SiO2超细粉--95.24--矾土水泥(CA-50)53.91-5.24--为了抑制磷酸铝与铁等有害杂质发生反应,并省略困料工序,采用NH-66(氧碘鞣酸铋)作为抑制剂;为了加速磷酸盐结合耐火散状料早期的反应,需要加入适量的矾土水泥等碱性材料作为促凝剂;加入SiO2超细粉(比表面积7.75m2・g-1)的作用是使磷酸盐颗粒进一步分散,磷酸盐用量减少,同时超细粉本身也能起到密实结构的作用,促使强度更加提高。1.2 试验配比新型磷酸盐结合浇注料主要组成(质量分数,下同)为:刚玉骨料(10~5,≤5mm)75%,刚玉细粉(≤0.088mm)15%,α2Al2O3粉(≤0.088mm)10%;新
型磷酸盐结合喷补料主要组成:高铝骨料70%,高铝细粉15%,α2Al2O3微粉15%。结合剂固体磷酸二氢铝外加量控制在5.5%~7.5%之内,分别外加2.5%、3.0%、3.5%和4.0%的SiO2超细粉,1.5%、2.0%、
2.5%和3.0%的促凝剂矾土水泥,0.1%、0.12%和0.15%的抑制剂NH-66。1.3 试验方法按照配比称量所需原料,倒入搅拌机中干混2~3min,外加4.5%~5.5%的自来水,混合均匀后,将其倒入40mm×40mm×160mm三联模中,倒料过程中开启振动台,将试样振动浇注密实,并将表面抹平,
室温养护24h后脱模,经110℃24h烘干后于1450
℃3h烧成,测量试样的耐压强度、抗折强度、显气孔率以及线变化率;喷补料施工性能的考察是将混合、搅拌好的泥料用力扔至1.5m外的墙上,观察其粘附性和10、20、30min后泥料剥落程度与硬化状况。
2 结果与分析2.1 矾土水泥加入量对材料性能的影响由表2所示矾土水泥加入量与浇注料硬化时间
222~224
2009年6月第43卷第3期
3赵映涛:男,1980年生,工程师。
E2mail:zyt192@sina.com收稿日期:2008-07-24编辑:卜相娟2009/3耐火材料/REFRACTORIES223
和强度的关系可知,矾土水泥加入量为1.5%或2.0%时,试样的硬化速度慢,在24h内不足以使磷酸铝完全硬化;烘干过程中,内部水蒸气体积膨胀使材料鼓胀疏松,部分结合剂还随着水分的蒸发而向外迁移,导致材料内部结合剂浓度降低,试样强度下降。当矾土水泥用量增加到3.0%时,浇注料硬化太快,没有充分的施工时间,且高温处理后的强度也下降。综合考虑,促凝剂矾土水泥的加入量为2.5%时最为合适。矾土水泥加入量对喷补料的影响和此结果类似。表2 矾土水泥加入量与浇注料硬化时间和强度的关系Table2Relationshipbetweenaluminacementadditionsandhardenstimeandstrengthofspecimensw(矾土水泥)/%1.52.02.53.0硬化时间/min1801154520耐压强度/MPa110℃24h101620231450℃3h36373634备 注硬化太慢硬化慢适中硬化太快2.2 抑制剂NH-66加入量对材料性能的影响抑制剂NH-66加入量和浇注料性能的关系见表3。NH-66抑制剂的工作原理是吸附于铁的表面形成薄膜而将铁包裹,使铁与磷酸难于反应,也无气体产生。由表3可知,当NH-66的加入量为0.1%时,不足以完全抑制铁与酸的反应,产生一定的气体,体积膨胀抵消了浇注料烧成收缩,因此显气孔率大,强度低,线性膨胀大;但当NH-66的加入量为0.15%时,浇注料性能无多大变化,且还增加了成本。NH-66加入量对喷补料的影响和此结果类似。综合考虑,NH-66的加入量为0.12%时最为合适。表3 NH-66加入量与浇注料性能之间的关系Table3RelationshipbetweenNH-66additionsandproper2tiesofspecimensw(NH-66)/%0.10.120.15耐压强度/MPa110℃24h1220201450℃3h293636烧后线变化率/%0.80.40.4显气孔率/%2722222.3 SiO2超细粉加入量对材料性能的影响SiO2超细粉加入量对浇注料性能的影响见表4。可以看出,浇注料的烘干强度随SiO2超细粉加入量增加而提高,但加入量过多会导致高温烧后强度下降,且烘干及高温烧后线收缩增大。SiO2超细粉加入表4 SiO2超细粉加入量对浇注料性能的影响Table4EffectsofultraSiO2additionsonpropertiesofspecimensw(SiO2超细粉)/%2.53.03.54.0耐压强度/MPa110℃24h151821211450℃24h33353430线变化率/%110℃24h0.2-0.2-0.2-0.51450℃24h0.40.2-0.3-0.6量对喷补料的影响和此结果类似。综合考虑,SiO2超细粉的合适加入量为3.5%。2.4 骨料粒度组成对材料性能的影响对于浇注料,连续颗粒级配能增加其堆积密度,
并提高其抗侵蚀、抗渗透及抗磨损能力。对于喷补料,细小颗粒能改进粘附所要求的可塑性,但也会增加干燥期间的剥落数量;粗颗粒可使喷涂层更加稳定,提高致密度,改进抗侵蚀性,但颗粒太粗则喷涂料在施工作业中回弹率高,损耗大,严重时会影响喷补效率,使用效果不够理想。浇注料的骨料粒度组成采用了原浇注料的粒度组成,为10~5及≤5mm两级连续通料。喷补料必须有合理临界粒度才能提高其施工性能和使用性能,分别采用了3~6mm的上限粒度作为临界粒度进行试验,发现粒度上限为6mm及5mm时,喷补后反弹率较高(分别为32.5%和21.5%),而粒度上限为3mm时(反弹率为11%),料的剥落又很严重,最后,确定4mm(反弹率为13.5%
)
为喷补料的临界粒度。
3 应用3.1 生产组织采用最终确定的生产配比(表5)组织生产。生产
工序主要为:大颗粒骨料+α2Al2O3微粉混2~3min细颗粒骨料+粉料+SiO2超细粉混4~5min出料、分装。表5 新型磷酸盐结合浇注料及喷补料的配比(w)Table5Formulationsofnewphosphatebondedcastableandgunningmaterial%项 目浇注料喷补料
致密刚玉10~5mm350≤5mm400
≤0.088mm150
高铝矾土4~2mm050≤2mm020
≤0.088mm015
α2Al2O3粉
≤0.088mm1015
3.2 施工操作和养护新型磷酸盐结合浇注料的施工工序:将分装好的料倒入运转中的搅拌机内,然后按比例加入磷酸盐结合剂、矾土水泥和NH-66(加的过程中搅拌机不能停止)混练约3min,然后缓慢均匀地加入自来水(外加量4.5%~5.5%)再搅拌1.5~2min后出料,立即振动成型,直到表面大量泛浆时结束。喷补料的施工采用半干法喷补。将分装好的料倒入运转的搅拌机内,按比例加入磷酸盐结合剂、矾土水泥和NH-66(加的过程中搅拌机不能停止)后
第3期 赵映涛:新型磷酸盐耐火散状料的研制与应用 2009年6月224
NAIHUOCAILIAO/耐火材料2009/3
混练约3min,缓慢加入约2.5%的水,混练到料被润湿均匀且无粉尘后出料,然后立即放入喷补设备的罐体内,关闭罐体阀门,开启风压2~3MPa,将水位调整到合适的位置,开启送料阀门,进行喷补作业(要根据出料的干湿情况及粘结情况及时调整水位)。新型磷酸盐结合散状料在施工完后的养护过程中严禁接触水及水蒸气,其烘烤可参照图1升温曲线来执行。此散状料可以进行快速热处理,其喷补料也可在热态环境下进行施工作业。图1 新型磷酸盐结合散状料烘烤曲线Fig.1Bakingcurveofnewphosphatebondedbulkrefractory3.3 试用效果与分析新型磷酸盐结合浇注料(性能见表6)于2005年12月在高温反应釜上试用。该料搅拌后直接在施工位置振动密实,施工厚度为250mm,施工性能良好,可快速进行加热烘烤,且抗侵蚀性能优良,使用6个月后由于其他材料停止使用该高温反应釜,发现其侵蚀深度约为50mm,估计该料最少可以连续使用2年,必要时还可以在热态下进行修补。新型磷酸盐结合喷补料(性能也见表6)于2006年5月用在高炉水冷管上试用。该料施工简单,使用时间长,到现在已经使用了2年多了,但现在料的整体性还较好,保守估计可连续使用4年左右。表6 研制材料与现有磷酸盐结合浇注料性能对比Table6Comparisonofpropertiesofmaterialdevelopedandphosphatebondedcastables项 目现有浇注料研制浇注料研制喷补料耐压强度/MPa
110℃24h1628201450℃3h254036
抗折强度/MPa
110℃24h4.27.56.71450℃3h5.48.97.7线变化率/%3.10.30.4