我國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展迅猛,，耐堿澆注料作為水泥窯用的內(nèi)襯材料得到了充分的重視,。由于PC窯,、SP窯較高的工作溫度,、較快的窯速,、復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu),、以及堿性揮發(fā)性組分的富集導(dǎo)致嚴(yán)重的堿蝕,，侵蝕著耐火材料,，尤其是大型PC窯的燒成帶、過(guò)渡帶,、冷卻帶,、窯門(mén)罩、冷卻機(jī)吼嘴等部位損壞更為嚴(yán)重，耐火材料使用壽命縮短,，更換頻繁,，水泥生產(chǎn)成本加大，經(jīng)濟(jì)效益下降,。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,，我國(guó)水泥工業(yè)窯爐日益迫切地需要具有高堿性高強(qiáng)度的不定形耐火澆注料，因此研制性能優(yōu)異的耐堿澆注料對(duì)于水泥工業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義,。
1 實(shí)驗(yàn)
1.1 原料
以山西的焦寶石熟料為骨料,，采用的是五級(jí)粒度級(jí)配，即8~5mm,、3~1mm,、1~0mm及細(xì)粉，并加入鉀長(zhǎng)石,、瓷粉等外加物,，結(jié)合劑是C-50鋁酸鈣水泥，主要原料的化學(xué)組成見(jiàn)表1,。
表1 原料的化學(xué)組成(%)
1.2 試驗(yàn)方法
(1)按照配比準(zhǔn)確稱(chēng)量所需原料,，倒入攪拌機(jī)中干拌均勻后，加水?dāng)嚢?min,，使原料混拌均勻后分2~3次倒入40mm×40mm×160mm的三聯(lián)試模中,，用倒棒充分倒實(shí)，抹平表面,。
(2)試塊成型后放在室內(nèi)自然養(yǎng)護(hù)24h后脫模,，脫模后的試樣在保濕情況下養(yǎng)護(hù)2d。然后進(jìn)行熱處理,，試塊熱處理和性能測(cè)試執(zhí)行相應(yīng)的行業(yè)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),。
(3)所要測(cè)試的物理性能：110℃烘干強(qiáng)度;1000℃熱處理后的強(qiáng)度以及試樣的能譜分析、顯微結(jié)構(gòu),。
2 結(jié)果與討論
鉀長(zhǎng)石主要是作為熔劑性礦物引入的,，它可以降低制品的燒成溫度，提高制品的瓷化度,，加入適量的鉀長(zhǎng)石可以改善制品的性能,。鉀長(zhǎng)石加入后試樣抗折強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度的變化情況見(jiàn)圖1和圖2,。
圖1 鉀長(zhǎng)石加入量對(duì)抗折強(qiáng)度的影響
圖2 鉀長(zhǎng)石加入量對(duì)抗折強(qiáng)度的影響
從圖1,、圖2可知，當(dāng)鉀長(zhǎng)石加入量為1%~5%時(shí),，試樣的抗折強(qiáng)度及抗壓阿強(qiáng)度大幅度提高,，當(dāng)鉀長(zhǎng)石含量為5%時(shí)，試樣抗折強(qiáng)度達(dá)最大值13.82MPa，隨著加入量的繼續(xù)增加,，試樣強(qiáng)度明顯下降,，但都仍保持足夠的應(yīng)用強(qiáng)度。從圖1,、圖2可知,，制品經(jīng)1000℃熱處理強(qiáng)度值均降低，這主要是由于水泥水化而引起的,。
試驗(yàn)中鉀長(zhǎng)石的加入主要起到以下兩方面的作用：一是填隙減少了氣孔,，當(dāng)然加入量不能太多，否則因堆積密度小和不能緊密堆積而導(dǎo)致制品不夠致密;二是微粉分布在顆粒邊緣,，因其表面活性和質(zhì)點(diǎn)可動(dòng)性,，鉀長(zhǎng)石能在較低的溫度下雨顆粒結(jié)合得較好，封閉部分貫通氣孔,，從而使制品致密化,、強(qiáng)度增強(qiáng)、促進(jìn)燒結(jié),。
圖3 試樣EDAXd分析
圖3是對(duì)試驗(yàn)中性能好的試樣進(jìn)行能譜分析,、表明基質(zhì)中主要物相為莫來(lái)石，此外還有少量的鈣長(zhǎng)石,。莫來(lái)石呈針狀,，交錯(cuò)連接在一起�,；|(zhì)組成中CaO,、Al2O3和SiO2的含量滿(mǎn)足生成莫來(lái)石的條件，所以可以推斷在高溫時(shí)除了生成液相外,，還有莫來(lái)石相存在,。因?yàn)橐合嗟某霈F(xiàn)溫度低于莫來(lái)石的生成溫度，所以在基質(zhì)中莫來(lái)石的生成應(yīng)該從液相中析晶,。從圖4的顯微照片中可以看出試樣中生成了大量針狀莫來(lái)石晶體,。
圖4 試樣的顯微照片(1600×ETD)
3 結(jié)論
在堿侵蝕情況下，使用后的耐堿澆注料表面出現(xiàn)釉面層,，在釉面層中生成的物質(zhì)為KAS,，其周?chē)鸀椴Ａ嗷|(zhì)，在較低溫度下澆注料表面出現(xiàn)液相,，這些粘滯液相可堵塞表面縫隙,，并起到阻止堿滲透到耐火材料內(nèi)部的作用。