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    不定形耐火材料 耐火材料

不定形耐火材料

2009.03.17

耐火可塑材料是由粉粒状物料与可塑粘土等结合剂和增塑剂配合，加少量水分，经充分混练，所组成的一种成硬泥膏状并在较长时间内保持较高的可塑性的不定型耐火材料。

粒状和粉状料是可塑料的主要成分，一般约占总重的70%~85%。它可由各种材质的耐火材料组成，并常依材质对可塑料进行分类并命名。由于这种不定型耐火材料主要用于不直接与熔融物接触的各种加热炉，一般多采用粘土熟料和高铝制熟料。制造轻制可塑料可采用轻制粒状料。有时为某种特殊要求，也可采用硅石、烧结和电熔刚玉、铬制、碳化硅、锆英石和碳制材料。

可塑性粘土是可塑料的重要组成。虽仅占可塑料的总重的10%~25%，但它对可塑料和其他硬化体的结合强度，对可塑料的可塑性，对可塑料和其硬化体体积的稳定性和耐火性却影响很大。在一定意义上，在粘土的数量和性质决定着可塑料的性质。

一、可塑料的性质

（1）可塑料的工作性质。一般要求可塑料应具有较高的可塑性，而且长时间存储后仍具有一定的可塑性。

欲使可塑料的可塑性在在其保存期内无显著的降低，不能采用水硬性结合剂。若采用气硬性结合剂，在贮存时也必须采取密封式措施。但是由于其中有些结合剂仍可能继续凝结，使可塑性逐渐丧失。当可塑料含水较高时，也易因保水性降低，使水分散失而变硬。为保持可塑料的可塑性在贮存过程当中长期不变，必须采取缓凝措施。

（2）可塑料的硬化与强化度。普通可塑料属火硬性。由于其中无化学结合剂，在未烧结前的强度很低，但在一定温度下，强度虽温度的升高而增加。在高温烧结后，冷态强度大增。热态强度随温度上升而降低。

加有硅酸钠的可塑料在施工后强度变化很快，只要适当控制干燥速度，不易产生干缩裂纹，在施工后可较快的拆模。含有此种结合剂的可塑料益用于建造工期较长的大型窑炉和用于炉顶等处。

磷酸铝是在可塑料中使用最为广泛的一种热用性结合剂，施工后经干燥和烘烤可获得很高的强度。

（3）可塑料加热过程中的收缩。可塑料中含有较多的粘土和水分，在干燥和加热过程中，往往产生很大的收缩。如不加助胀剂的可塑料干缩4%左右，在1000℃以上即产生明显收缩，在1100℃~1350℃温度范围内出现收缩比率可达7%。

一般而言，由于可塑料中含有相当大数量的粘土，其高温负荷下的变形，一般较其他不定形材料为高。故对其体积稳定性常视为一项重要的技术指标，并作为质量分级的重要内容。如有的国家规定：高级粘土制可塑料加热到1400℃冷后的收缩率应不大于4%。特级粘土可塑料加热到1600℃冷后收缩应在2.5%以下。

（4）可塑料的抗热震性。与相同材料的烧结耐火制品和其他不定型耐火材料相比，可塑料的抗热震性好，由于可塑料的抗热震性较高，故用于温度变化较大之处为益。

常用的耐火材料有粘土质、高铝质和刚玉质，其技术性能见图1

表1耐火可塑料的技术性能

指标

粘土质高铝质刚玉质al2o3/%54.5 77.0 90.0加热线变化/%

（110℃，24h)

1500℃，24h

-0.35

+1.96

//-0.47

+0.40

-0.10

-0.80

抗折强度/mpa

（110℃，2h）

6.35.313.2热态耐折强度/mpa

（1000℃，1h)

1.01.3>20最高使用温度/℃150016001900

标准yb-t5115-93将粘土质和高铝质耐火可塑料按强度和耐火度分为a、b两类，参见表2，其理化指标参见3的规定。

表2 粘土质和高铝质耐火可塑料的类别和牌号

类别牌号类别牌号a类sg1b类sd1sg2sd2sg3sd3sg4sd4sg5sd5sg6sd6表3 粘土质和高铝质耐火可塑料的理化指标

类别a类b类牌号sg1sg2sg3sg4sg5sg6sd1sd2sd3sd4sd5sd6al2o3/% 不小于 486070 486070耐火度/℃ 不低于158016901730177017901790158016901730177017901790烧后线变化率

/%

1300℃，3h±2 ±2 1350℃,3h ±2 ±2 1450℃，3h ±2 ±2 1500℃，3h ±2 ±2 1600℃，3h ±2 ±2 1600℃，3h ±2 ±2110℃干燥后强度/mpa不小于

耐压5.881.96抗折1.470.49可塑性指数/%15~4015~40含水铝/% 不大于

13.013.0二、可塑料的配制和应用

可塑料的配制过程，一般是先进行配料，再经混练和脱气并积压成条，最后经切割或再积压成块、饼或其他需要的形状，密封贮存，供应使用。有的也使用其他密实化手段，如经震实、压实等制成块。

可塑料在施工时勿需特别的技术。当用于制成炉衬时，将可塑料从密封容器中取出，铺在吊挂砖或挂钩之间，用木锤或气锤分层（每层50~70mm）捣实，制成需要的形状。在可塑料尚为硬化时，用修理工具削去捣实时挤出的余料，休整外形，进行表面加工。修理后，为便于使其中水分排除，每隔一定间隔打通气孔。最后根据设计留胀缩缝。若用于制整体炉盖，可先在底模上施工，经干燥后再吊起。

可塑料特别适用于钢铁工业中各种加热炉、均热炉、退火炉、热风炉、烧结炉等。也可用于水泥回转窑、小型电弧炉的炉盖、高温炉的炉嘴以及其他的相似部位。使用温度主要依用粒状和粉状料的品质而异。如普通粘土质料可用于1300~1400℃温度下。优质料可用于1400~1500℃温度下。高铝质料可用于1600~1700℃甚至更高。铬质料可用于1500~1600℃。

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