三种耐火浇注料的配比表及性能指标

低体密陶粒耐火浇注料

低体积密度陶粒耐火浇注料是采用优质页岩陶粒、耐火粉料和结合剂及外加剂配制成的。其特点是体积密度、强度较高、烧后线变化较小和热导率低等，是石化管式加热炉等中低温热工设备的良好衬里材料。因为体积密度一般≤1.0g/cm3、主要用于管式加热炉衬里，故称为低体积密度陶粒耐火浇注料，或称为衬里轻质耐火浇注料。

页岩陶粒是页岩矿、经1150~1350℃的温度下烧成的。其特点是质轻、壳硬、强度高和内部蜂窝孔多等。小于10mm的陶粒堆积密度为410~500kg/m3，压下2cm的筒压强度为2.2~2.8MPa，吸水率为4%~8%，Al2O3 19%~21%,耐火度1280~1320℃。由于页岩陶粒堆积密度低，且为原皮陶粒，因此可配制成低体积密度的陶粒耐火浇注料，但使用温度最高为1200℃。在配制过程中，采用525号或625号CA-50水泥作结合剂，烧结剂为软质黏土，耐火粉料为矾土熟料粉。为了降低体积密度和热导率，掺加部分膨胀珍珠岩和漂珠等材料。同时，掺加了外加剂和外加物，使性能有了较大的提高。表1为页岩陶粒浇注料的陶粒级配及辅料用量。

页岩陶粒耐火浇注料的性能，是用标准试样按标准检验的。按配合比要求，称量原材料质量，干混均匀，即可加水湿混炼。拌和料倒进模内，振动台震动成型或手工振动成型，直至料面返浆为止。因为系采用原皮陶粒作耐火骨料，吸水率较小，故不能先湿润陶粒再加粉料和水泥。成型后的试样，自然养护1天拆模，再自然提高于25℃时，试样或衬体初凝后，应进行潮养护。从表中看出，页岩陶粒耐火浇注料的性能是优良的。体积密度为0.99g/cm3的浇注料，3天耐压强度大于10MPa，可作成预制块进行吊装，同时烧后线变化呈膨胀状态(陶粒二次膨胀所致)，高温下不易产生裂纹，有利于使用。

水泥和水用量与强度的关系，随着水泥用量的增加，浇注料强度提高且有个最佳值。因此，配制页岩陶粒耐火浇注料时，应合理选择其用量，以降低成本和提高性能。

氧化铝纤维增强浇注料

氧化铝纤维增强耐火浇注料的增强效果，在中、低温时，不及钢纤维耐火浇注料，在中、高温时，则优于钢纤维耐火浇注料。

在耐火浇注料和耐火可塑料等材料中，掺加一定数量和适宜长度的耐火纤维材料，能提高强度和改善基质性能。

耐火纤维材料的生产方法分为熔融法和胶体法两种。前者为非晶质纤维，主要有普通和高纯硅酸铝纤维、高铝纤维和含铬硅酸铝纤维等，长期使用温度为1000~1300℃;后者为结晶质纤维，主要有氧化铝纤维和氧化锆纤维等，长期使用温度为1400~1500℃。在不定形耐火材料中，作为纤维增强材料，中、低温时可选用非晶质纤维，高温时应选用结晶质纤维，这样方能获得良好的效果。

强度高、烧后线变化较小，其性能是优良的，具有发展前途。

超低水泥耐火浇注料的1400℃高温抗折强度约为2MPa，掺加耐热钢纤维时为5MPa左右，掺加氧化铝纤维时约为6MPa。这说明，掺加纤维有增强的效果，且无机纤维优于钢纤维。

氧化铝纤维增强耐火浇注料的岩相分析证明，掺加结晶氧化铝纤维后，由于其晶核的作用，有利于二次莫来石的形成和发育。未加无机纤维的，高温下生成的莫来石数量少，呈细小针状，结晶较好;掺加纤维之后，高温下生成的莫来石数量多、发育成小柱状晶体，结晶完整，交叉生长，组织致密坚固，因此高温强度较高，即增强效果明显。

应当指出，结晶质纤维的主晶相为α-Al2O3，最高使用温度约为1600℃。即或如此，在高温下长期使用，结晶质纤维也逐步劣化，其表现为断裂破坏甚至粉化，但进程较慢，因此对结晶质纤维增强耐火浇注料的影响较小，可在长期工作的热工窑炉上使用。当用非晶质纤维作增强材料时，因其高温下较易析晶粉化，故非晶质纤维增强耐火浇注料，其长期使用温度约为1400℃。

硅铝胶结合耐火浇注料

硅铝胶结合剂时用SiO2和α-Al2O3超微粉配制的，是一种胶体和悬浊液的混合物。在胶体化学中，分散相粒度在10-5~10-7cm之间时称为胶体，在10-3~10-5cm之间时则叫做悬浊液。因此，超微粉的粒度必须小于1um，二者的摩尔比为3:2，以确保在高温下全部形成莫来石。该混合物的粒度为10-4~10-6cm之间，其成品为固态或者液态。硅铝胶中掺加了稳定剂和促进剂，其总杂质含量≤2.5%。