粘土结合浇注料在不定型耐火浇注料中属于传统制品,由于其具有热震稳定性好,抗剥落性强等优良性能,再结合市场需求,不断开发该制品,现已形成粘土结合浇注料、粘土结合轻质浇注料系列产品,并在不同热工窑炉上得到了成功的应用。在此基础上,郑州驹达新材料科技有限公司经过试验优化了粘土结合浇注料添加剂,使其施工性能和高温使用性能得到了进一步提高。
NJ-48NJ-60理化性能
NJ-48主成分是特级煅焦、二级矾土;NJ-60主成分是三级硕土一级矾土。两个牌号的浇注料都是以优质蓝晶石为体积稳定性,以软质粘土A为结合剂,以铝酸盐水泥为促凝剂,并加入少量添加剂。其粒度组成为10mm~3mm,35%,3mm~1mm 15%,<1mm 20%,<0.1mm 30%。理化性能见表1。
表1 NJ-48NJ-60理化性能
烟台鲁宝钢管厂环形加热炉,预热段炉壁原有高铝质低水泥浇注料,因剥落严重,改用NJ-48料。施工时现场气温很低,仅为-2℃~3℃,在泥料搅拌和浇注施工过程中,显示出良好的流动性,16h即可硬化拆模;而同时施工的低水泥浇注料,36h后也不能硬化,只好采取升温措施,在15℃左右温度下,才能形成强度拆模。说明NJ-48料具有良好的低温施工性能,这对于维修其集中在严寒季节的轧钢加热炉来说,具有十分重要的意义。该料使用至今未发现任何异常情况。
山东省莱芜市热力公司15t/h链条式锅炉前拱,正常工作温度1300℃~1400℃,温度波动范围大,该前拱原使用水泥结合高铝质浇注料,因剥落严重,一般两个月左右就要更换一次前拱。该锅炉所产蒸汽主要用于居民取暖,冬季停炉维修,严重影响居民生活质量。后来该前拱采用我单位生产的NJ-60粘土结合高铝质浇注料,经过4个月的使用,停炉检查发现,该前拱完好无损,预计再使用一个冬季也不会出现问题。值得一提的是,该前拱跨度1.7m,拱高0.15m,拱厚230mm,在如此条件下能够长期使用,说明该浇注料使用性能是良好的。
QA-48QM-60粘土结合轻质浇注料
QA-48料,颗粒料采用优质轻质高铝骨料,粉料为二级矾土细粉;QM-60料,颗粒料采用轻质莫来石骨料,一级矾土细粉为粉料。结合剂都是软质粘土A,促凝剂为铝酸盐水泥,并加入部分外加剂。表2是两种粘土结合轻质浇注料的理化性能。
表2 QA-48QM-60料理化性能
山西太原钢铁公司线材厂轧钢加热炉,山西交口钢铁公司扎铁加热炉,为相同类型的加热炉,高温炉内温度1300~1400℃。QA-48料被用作低温段炉墙衬里,QM-60料则被用作高温段炉顶和炉墙衬里。两炉自开始正常运转,至今无任何异常现场发生,并发现炉顶和炉壁几乎没有裂纹,与试验过程烧后线变化都是负值有点矛盾,这可能与施工过程中泥料加水量进一步减少有关。该两种浇注料在加热炉上的应用,能够达到降低炉体维修费用、节能、延长炉体使用寿命的效果。
粘土结合浇注料促凝方式的改进
为了进一步提高粘土结合浇注料的使用温度,作者设想用σ-Al2O3替代铝酸盐水泥做促凝剂,并在实验室条件下(气温20℃)做了对比试验,试验结果如表3所示。
由表3可见,引入σ-Al2O3的2#浇注料,烧后线变化是+0.52%,625#水泥作促凝剂的1#则是-0.13%,2#的荷重软化点比1#提高30℃,这是σ-Al2O3与粘土反应生成莫来石,且基质Al2O3含量提高所产生的结果。1000℃×3h,1400℃×3h烧后耐压强度2#有所降低。
应该注意的是σ-Al2O3做促凝剂,施工现场气温必须在15℃以上,这是σ-Al2O3硬化性质决定的。
研制的粘土结合浇注料,粘土结合轻质浇注料,分别用作环形加热炉内衬里轧钢加热炉内衬里及其它窑炉热冲击严重部位内衬里,取得了良好的应用效果。用σ-Al2O3替代铝酸盐水泥作粘土结合浇注料促凝剂,获得了理想的试验结果。