蓄熱式加熱爐的爐墻結(jié)構(gòu)復雜,，溫度波動較大,，要求內(nèi)襯用耐火材料具有以下特性：抗高溫氣流和火焰的沖刷及侵蝕能力,；高溫體積穩(wěn)定性和抗熱震性好；施工性能優(yōu)良并能保證爐墻各部位施工體質(zhì)量的均勻性,。結(jié)合蓄熱式加熱爐的使用要求,，在以往自流澆注料研究工作的基礎(chǔ)上，進行了莫來石質(zhì)自流澆注料的研制,。
1 研制
1.1 原料選擇
以莫來石礦物為主晶相的耐火材料具有極好的抗熱震性能,，且高溫強度大，抗沖刷,、耐磨損,，體積穩(wěn)定性好。因此選擇莫來石為主要原料,，同時選擇優(yōu)質(zhì)高鋁料,、剛玉細粉、純鋁酸鈣水泥,、超微粉及膨脹劑等為原料,。原料化學成分見表1。
1.2配方設(shè)計
對莫來石-剛玉系燒結(jié)材料的高溫力學性能研究表明：莫來石與剛玉按一定的比例配合時,，材料的高溫力學性能優(yōu)于純莫來石或純剛玉材料,。為了獲得優(yōu)良的高溫強度和抗熱震性能，骨料采用了莫來石和精選高鋁料的復合材質(zhì),�,；|(zhì)部分以莫來石相力主，剛玉相為輔,。按自流料特性要求,，骨料和細粉分別進行多級混配。
表1 原料化學成分/%
2 結(jié)果與討論
2.1 顆粒組成對澆注料自流性能的影響
合理的顆粒級配對增加自流料的流動值十分重要,，通過大量試驗,，顆粒組成為大顆粒（>1mm）40%~55%，中顆粒（1-0.074mm）14%-25%,，細粉（<0.074mm）22%〜39%時流動值較好,，其中有—最佳值。采用多級配料,，最大臨界顆粒尺寸為8mm,。在固定中顆粒加入量的前提下,，粗顆粒與細粉加人量的比值Z對澆注料流動值的影響見圖1。
圖1 z值對澆注料流動值的影響
由圖可知,，當粗細顆粒比在1.8附近時,，流動值出現(xiàn)最大值當Z>1.8時，澆注料含骨料較多,，顆粒彼此接觸形成骨架,，基質(zhì)要帶動骨料顆料發(fā)生流動，就必須克服較大阻力,，因此流動值較�,。划�1.8時,，細粉過多,，加水后泥料表現(xiàn)出粘性過大，影響自流澆注料的流動性,。
2.2 超微粉加入量對澆注料性能的影響
硅徽粉和活性α-A1203微粉的加入量對莫來石質(zhì)自流澆注料的影響見表2,。從表2可知，a-Al2O3微粉加入量過大時泥料表現(xiàn)出粘性過大,，自流性差,；隨著SWj微粉加入量的增加，流動值逐漸增大,，但燒后線變化率較大,。當α-Al203微粉加入2N%〜3N%，SiO/微粉加入4M%~5M%時,，有較理想的流動值和理性能,。
表2 微粉加入量對試樣性能的影響
2.3 水泥加入量對澆注料性能的影晌
水泥加入量對莫來石質(zhì)自流澆注料性能的影響見表3,。由表3可知,，加入適量的水泥有助于初始強度的提高,。當水泥加入量過少時，不能滿足自流澆注料的初始強度,，而加入水泥量過大時自流澆注料的流動性降低,，同時燒后線收縮大，材料在使用過程中易造成開裂,、剝落,，降低使闈壽命,。
表3 水泥加入量對澆注料性能的影響
2.4 外加劑對澆注料性能的影響
在自流澆注料中,，外加劑的應(yīng)用十分重要。本次研究選用多種外加劑進行了試驗,，結(jié)果見表4,。由表4可知,，采用單一外加劑時，澆注料流動值較小,，無法滿足施工要求,。選用兩種以上外加劑復合使用，流動值增大,，強度增高,，線變化率較小，材料性能得到較大改善,。這主要是復合外加劑具有解膠,、分散、潤濕,、排氣等功能,，可顯著地改變物料表面性能，達到減水增強之效果,。
表4 外加劑對澆注料性能的影響
2.5 膨脹劑對澆注斜性能的影響
為使自流澆注料具有良好的自流,、脫氣和密實性能，與傳統(tǒng)的澆注料相比,，自流澆注料含骨料較少,，基質(zhì)較多，施工加水量也偏高,，這往往導致燒后收縮較大,，耐壓強度下降。為了對燒后線收縮進行調(diào)整,，以及獲得適宜的常溫和高溫強度,，試驗研究了不同膨脹劑及加入量對材料性能的影響。試驗中發(fā)現(xiàn),，當不添加膨脹劑時,，試樣燒后收縮達0.5% ~0.8%，當分別加入膨脹劑a和b時,，依加入量不同,，燒后線變化率在-0.25% ~ +0.6%之間可任意調(diào)整。為保證基質(zhì)組分構(gòu)成的合理性,，膨脹劑a與b以復合形式加入最好,，加 人量為宜。該類膨脹劑在1200〜1500℃不同的溫度區(qū)間內(nèi),，自身發(fā)生物理化學反應(yīng)并與基質(zhì)中其他組分發(fā)生高溫化學反應(yīng)形成高熔點礦物和針柱狀莫來石晶體,，伴有體積膨脹效應(yīng)。這種體積膨脹彌補了基質(zhì)的燒結(jié)收縮,，增強了材料的體積穩(wěn)定性,。同時,，所生成的針柱狀莫來石晶體在基質(zhì)中形成牢固的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能增加材料的強度,，改善材料的抗熱震性能,。
3使用
該莫來石質(zhì)自流耐火澆注料于某廠新建的蓄熱式加熱爐上使用，澆注部位是蓄熱室上部爐墻,、壓火梁和端墻下部,。施工時物料在強制式攪拌機內(nèi)先干混1min，加水后攪拌4~5 tain即可出料,，泥料呈現(xiàn)一種粘塑性流體狀,，倒入施工部位后，不需振動即能自行流動,、脫氣和攤平,。施工時無振動噪音，施工速度較振動澆注料提高了1〜2倍,，大大減輕了勞動強度,，提高了工作效率。澆注施工體自然養(yǎng)護24~48h脫模,。脫模后,，自流料澆注的爐墻表面光滑，無大氣孔,、裂紋,、孔洞和疏松現(xiàn)象，噴火孔中間隔體致密均勻,，材料表面強度大,。
該加熱爐至今已運行8個多月。爐子控制溫度1280~1350℃,，加熱150mmx150mm的鑄坯,，平均加熱鋼坯量每小時為62 t，最大產(chǎn)量每小時達71t,。目前該爐墻表面完好,，無開裂剝落現(xiàn)象，噴火孔整體性完好,。從近8個月的使用來看,，莫來石質(zhì)自流澆注料抗熱震性好，體積穩(wěn)定性好,，強度大,，耐高溫氣流、火焰的沖刷，達到了蓄熱-換熱式加熱爐的使用要求,。
4 結(jié)論
（1）物料的粒組成和微粉,、水泥,、外加劑、膨脹劑的加入量對澆注料的流動值等性能有較大影響,，是保證莫來石質(zhì)自流澆注料性能的關(guān)鍵,。
（2）研制的莫來石質(zhì)自流澆注料具有強度高,、抗熱震性優(yōu)良,、線變化小、體積穩(wěn)定性好等特點,。
�,。�3）所研制的莫來石質(zhì)自流澆注料施工性能好，能自流,、脫氣和密實,，確保施工體質(zhì)量均勻，且施工勞動強度低,，效率高,。