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不定型耐火材料的发展

文章出处:东方炉衬  发表时间:2017-12-11

     不定型耐火材料是不经预先烧成、松散状混合物和成型烘烤后即可直接使用的新型耐火材料,亦称为不烧耐火材料或散状耐火材料。用该材料能做成无接缝的衬体和构筑物,故称整体耐火材料。过去,不定型耐火材料普遍用水泥做结合剂,因此称为耐火混凝土。到20世纪70年代末,我国仍将各种不定型耐火材料,习惯性统称为耐火混凝土,并制定了产品标准和性能检验方法。

     不定型耐火材料与烧成耐火砖相比具有很多优点:

     1.不需要庞大的压砖机和烧成热工设备,工厂占地面小,因此设备费用和基建投资均比较低;

     2.能源消耗少,仅为耐火砖的1/15~1/20;

     3.劳动强度低,生产效率比耐火砖的高3~8倍;

     4.成品便于贮存和运输,能实现机械化筑炉,施工效率比砌砖的高2~15倍;

     5.能任意造型,制成整体衬体,可提高其使用寿命30%~150%,有的高达几倍;同时,无接缝,气密性好,散热损失少,可节约能源;

     6.能修补窑炉,延长其使用寿命,提高炉子作业率。因此,不定型耐火材料的发展速度很快。

     不定型耐火材料的历史较久,即有冶铁和炼铜等技术以来,就用不烧耐火材料。进入20世纪,特别是1918年法国首先烧成矾土水泥,开创了不定型耐火材料的新时代。根据不定型耐火材料的特性和应用状况,可分为三个发展阶段:第一阶段比较漫长,从1918年开始到20世纪60年代中期,主要采用水泥,水玻璃和磷酸盐等结合剂,与普通耐火骨料和粉料配制成不定型耐火材料,在锅炉、管式加热炉、热处理炉、轧钢加热炉、烟囱和热工设备基础等部位上,得到了广泛应用,提高了使用寿命,但衬体易剥落;第二阶段,从60年代中期到70年代末,开发了硫酸铝、聚合氯化铝、聚磷酸钠、铝酸盐水泥和粘土等结合剂,研制成功了耐火投射料、火焰喷补料、耐火可塑料和粘土结合耐火浇注料等一大批新品种,提高了材料的高温使用性能,增加了材料的施工方法,扩大了材料的应用范围。

     耐火可塑料是不定型耐火材料更新换代的重要标志,黏土结合耐火浇注料是不定型耐火材料中的一颗璀璨明珠。该料的开发成功,形成了这个阶段的特色,促进了轧钢加热炉炉型的更新,基本克服了窑炉衬体剥落的缺陷,获得了显著的经济效益;第三阶段从20世纪80年代开始至今,采用复合结合剂、超微粉及高效外加剂,用高纯矾土熟料、刚玉、莫来石、碳化硅和人工合成等原材料,配置成功低水泥系列耐火浇注料、新技术耐火浇注料和新施工法材料等新品种,其特点是自结合、自烧结和自膨胀,性能显著提高,应用范围与烧成耐火砖基本相似,已进入各种高温熔炼炉及其附属热工设备,并获得良好的使用效果。总之,采用超微粉技术,开发低水泥系列耐火浇注料和新技术耐火浇注料等,并进入高温熔炼炉,是这个阶段的重要标志,也是今后的发展方向。