耐火泥是以优质铝土矿和石灰为原料,按一定比例掺入适量原料制成的。烧结后得到以铝酸盐为主要成分的熟料,再磨成细粉,制成耐火水硬性胶凝材料。根据组成的不同,分为铝酸盐水泥、白云石水泥、钙镁铝酸盐水泥等。耐火浇注料采用耐火水泥作为浇注料,在浇注过程中使用一种粘结剂或耐火粉,可使耐火浇注料快速结合,加速凝结。在制备耐火浇注料时,加入耐火水泥可以提高浇注料的高温性能和高温稳定性。耐火浇注料通常作为窑炉的整体炉衬产品。在现场施工中,必须事先将浇注料和粘结剂混合,然后加入适量的水。浇注料搅拌均匀后,倒入已安装好的内衬模内,经养护、脱模、烘烤后使用。
耐火材料是一种耐高温、加热体积变化小、在室温和高温下具有一定机械强度、耐快速变温的非金属材料。是高温工业的重要基础材料。浇注料可分为两类:定型耐火材料和无定形耐火材料。无定形耐火材料是由耐火骨料、粉末、粘结剂和外加剂按一定粒度分布组成的耐火材料。与烧结成型耐火材料相比,无定形耐火材料无需预成型和烧结,具有生产工艺简单、生产周期短、交货快、施工机械化、施工效率高、炉衬无裂纹等一系列优点,防止炉内煤气泄漏,适用于复杂结构的炉衬施工和修补。
浇注料是一种由耐火物质制成的粒状和粉状材料,并加入一定量结合剂和水分共同组成。它具有较高的流动性, 适宜用浇注方法施工, 并无需加热即可硬化的不定形耐火材料。由耐火骨料粉料、结合剂、外加剂、水或其他液体材料组成。一般在使用现场以浇注、 震动或捣固的方法浇筑成型,也可以制成预制件使用。
耐火浇注料通常处于干燥状态,形状不同。通过加水或其它液体浇注施工,可使其成浆状、糊状、松散状。经过一段时间的水化和固化,可以获得一定的强度。烘烤后可直接使用,无需烧成。耐火浇注料生产工艺简单,施工方便,使用寿命长。它常被用作热窑和设备的衬里材料。近年来,耐火浇注料的新品种不断涌现。通过改变材料的配合比和生产工艺、粘结剂的用量和种类、外加剂的选择和制备工艺的更新,耐火浇注料的综合利用效果不断提高,应用领域也在不断扩大。
耐火浇注料是我国近年来发展起来的一种新型耐火、环保、节能材料。它不仅具有隔热耐火浇注料的高强度,而且具有耐火纤维及制品导热系数小、保温效果好、使用温度高等特点。整体性优于耐火纤维,对环境污染小,对人身伤害小,是加热炉用耐火材料、保温材料和耐火纤维浇注料的良好施工方法,对材料无侵蚀,风速小于20m/s,手工捣固和手工涂刷,这与隔热耐火陶瓷浇注料的施工方法差别不大。
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简史耐火浇注料是不定形耐火材料的主要品种,在第次世界大战时期美国以耐火浇注料作为锅炉或石油生产设备的异型砖代用品使用 ,日本于1950年开始研究生产此类材料。20世纪50年代初期,苏联开始应用硅酸盐水泥耐火浇注料。60年代以来,不定形耐火材料发展迅速,到90年代日、 美、德等的不定形耐火材料产量已占耐火材料总产量的1/3以上,而耐火浇注料占不定形耐火材料的40%~50%。
为了延长炉衬的使用寿命,减少耐火材料的消耗,工业炉炉衬破损应采用不定型耐火材料进行修补。因此,不定型耐火材料已被广泛应用于替代大多数耐火砖制品。冶金行业使用的不定型耐火材料占耐火材料总消耗量的45%-70%。广泛应用于有色冶金、石化、建材、机械、电力锅炉、垃圾焚烧炉等工业窑炉的炉衬材料,综合利用效果优于耐火砖。在各种高温行业中,加热炉顶、电炉炉顶、喷嘴、溜槽预制构件等耐火材料的发展趋势越来越高。
耐火浇注料作为热工设备的炉衬和炉体,应耐火浇注料在使用前进行烘烤,使其物理水和结晶水逐渐消除,并达到一定程度的烧结,使其体积和某些性能在使用中达到稳定状态。烘烤系统对使用寿命有很大影响。烘烤系统的基本原理是加热速率应与脱水和其他可能发生的相变和变形相对应。在上述变化较快的某些温度阶段,应缓慢升温,甚至保持一定时间。未经烘烤或未经烘烤即投入使用,极易产生严重裂纹,甚至松垮,特大厚件甚至可能发生爆炸。
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中国在20世纪50年代初期开始应用硅酸盐水泥耐火浇注料,当时称为耐热混凝土,主要用于700C以下(有时700~1200C)的热工构筑物, 1965~ 1975年普遍采用铝酸钙水泥和磷酸盐耐火浇注料,当时称为耐火混凝土,使用温度提高到1400~ 1600C ,在此期间建设了产品生产基地, 1976年初建立了产品标准, 1976年以后,产品种类迅速增加,质量也逐步提高,80年代中期中国又开发了新- -代耐火浇注料,包括低水泥、超低水泥和无水泥耐火浇注料,其质量接近国际先进水平。
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浇注料不仅可塑性强,而且机械化程度高,易于保证质量处于统一标准,因此质量可靠性强。可直接用于工程中,无需特殊处理,施工简单。但需要注意的是,耐酸浇注料的抗渗性稍差。使用前先铺一层防水性能好的基材,然后再进行耐酸浇注料施工。耐酸浇注料广泛应用于冶金、石油、化工、建材、电力、机械等行业。与其它非晶态浇注料相比,耐酸浇注料流动性好,施工方便,达到了理想的施工效果。