以剛玉、碳化硅為基體,添加鋼纖維、防爆纖維的低水泥澆注料,產(chǎn)品體積密度高、強(qiáng)度大,具有足夠的耐腐蝕和耐磨性能。解決了大型回轉(zhuǎn)窯三次風(fēng)管彎頭的材料問題。剛玉碳化硅鋼纖維超強(qiáng)高耐磨澆注料某水泥廠撇預(yù)分解窯三次風(fēng)管彎頭內(nèi)襯不僅承受800一12以)℃工作溫度條件下的嚴(yán)重堿腐蝕,而且還要經(jīng)受飽含大量細(xì)顆粒熟料的高速三次風(fēng)氣流的沖刷,所處環(huán)境工況惡劣,損壞嚴(yán)重,常常為此影響生產(chǎn)。三次風(fēng)管彎頭內(nèi)襯所用的耐火材料經(jīng)過了多次演變:原設(shè)計為高鋁澆注料,使用時間約為1個月,之后改為莫來石剛玉澆注料,使用時間約為2個月,后采用HMS高耐磨磚與莫來石剛玉澆注料組合框架結(jié)構(gòu),使用時間也僅能維持4個月。每當(dāng)管壁出現(xiàn)隱患,不得不采用“打包箱”等應(yīng)急措施,以勉強(qiáng)維持生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn),彎頭內(nèi)襯材質(zhì)始終成為事故隱患。為保證生產(chǎn)正常運(yùn)轉(zhuǎn),必須選用合適的材質(zhì)作彎頭內(nèi)襯。

剛玉、碳化硅為基體的超強(qiáng)高耐磨澆注料的性能及增強(qiáng)防爆措施鑒于寧國水泥廠分解窯的三次風(fēng)管彎頭的工況及實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)狀,我們雙方作了多次技術(shù)交流、分析與研究,最終確定選用剛玉和碳化硅為基體、添加鋼纖維的低水泥澆注料作內(nèi)襯。

性能剛玉、碳化硅為基體的低水泥澆注料是以超微粉與高效外加劑巧妙使用、粒度組成精細(xì)配制的新一代澆注料,它具有高密度、低氣孔、高強(qiáng)度、低磨損、耐熱震和抗侵蝕等特點(diǎn)。剛玉硬度大(硬度9),熔點(diǎn)高(熔點(diǎn)2050℃),化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,對酸、堿都有良好的抵抗性;碳化硅也硬度大(硬度.95),熔點(diǎn)高(分解溫度3粼叉〕℃),即使在氫氧酸中也完全不溶解。我們以剛玉、碳化硅作基體骨架,從而確保了澆注料具有體密高、強(qiáng)度大的特點(diǎn),使產(chǎn)品具有足夠的耐腐蝕性和耐磨性育旨。

在改善上述材質(zhì)為基體骨架的同時,我們又仔細(xì)地考慮了作為基質(zhì)的材質(zhì),我們以充分電熔燒結(jié)的優(yōu)質(zhì)原料細(xì)粉與超微粉,按合適的配比組合成基質(zhì),從而保證基質(zhì)料在高溫下充分發(fā)揮連接、膠結(jié)骨料的作用,有效地充填骨料孔隙,顯著地改善材料的高溫性能。而窯的三次風(fēng)管彎頭傳統(tǒng)用料及超強(qiáng)高耐磨澆注料的性能對比。

添加鋼纖維強(qiáng)化澆注料性能

鋼纖維可以顯著地提高澆注料的抗折強(qiáng)度,改善抗熱震性能、沖擊性能和耐磨性能。資料表明,在澆注料中加人1%鋼纖維可使燒后抗折強(qiáng)度提高40%一120%,剛玉質(zhì)澆注料中,加人1%鋼纖維,10次冷熱循環(huán)后的抗折強(qiáng)度僅損失10%一30%,而未加鋼纖維的同材質(zhì)的抗折強(qiáng)度損失達(dá)如%一60%,抗折強(qiáng)度損失率愈低,抗熱震性能愈好。鋼纖維可以抑制熱應(yīng)力引起的裂紋的擴(kuò)展,而且澆注料基體與鋼纖維的熱膨脹系數(shù)的差異形成的微細(xì)裂紋也可以抵消熱應(yīng)力產(chǎn)生的大裂紋擴(kuò)展的能量。當(dāng)然,在不同的工作溫度,應(yīng)選用合適的鋼纖維(表2),包括加入量。

添加防爆劑改善施工體質(zhì)量及烘烤質(zhì)量

我們選用的某種防爆纖維(直徑30pm,長度3~)在干態(tài)下和耐火材料有很好的分散性;在濕態(tài)下又表現(xiàn)出很強(qiáng)的柔和性,在施工體內(nèi)形成無定向分布的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),并起到微細(xì)配筋作用,使施工體抗沖擊,耐拉伸,提高了整體強(qiáng)度。當(dāng)烘烤溫度不斷提高,纖維軟化、收縮、熔化、碳化,形成成千上萬條的細(xì)長微孔,將水與水蒸汽排出,減少內(nèi)部應(yīng)力,從而防止了施工體出現(xiàn)爆裂現(xiàn)象。

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