整體耐火材料概述從耐火材料目標性能的角度,通常只能從性能上了解一種應用條件的具體要求。大多數耐火材料的試驗只能模擬一些說明耐火材料應用環境特征的可能的動態因素。只有在適當地考慮了造成耐火材料蝕損的關鍵因素后,才能選擇一定的耐火材料。這使得很多廠家從耐火材料產品的類型著手,根據耐火材料蝕損的主要前提,采用多種耐火材料來解決問題。每種耐火澆注料的配方都試圖達到其目標性能,而目標性能可以說明安裝特點和最終使用性能。關鍵在于原料的特點和采用的配方。
近來更多的開發工作將重點放在發展性能水平與上述澆注料相同,但安裝更為靈活的整體澆注料上。自流料、泵送料及噴射漿料制品均屬整體澆注料制品一類。下文以鋁基、鋁硅基和鋁鎂基系統材料為例,從配方的角度論述了材料發展的情況。正是這些系統材料應用于鋼鐵廠的盛鋼桶上。這些例子用來說明要針對每個系統選擇配方,明確配方類型的限制,而不是只將澆注料系統應用于具體的盛鋼鋼結構防火包覆桶上。反絮凝澆注料隨著低水泥或反絮凝澆注料的發展,可以將澆注料用于與鋼水接觸的應用條件下。
在澆注工藝的優化過程中不損害高溫性能是十分重要的。在1200℃和1500℃時添加劑類型對高溫抗折強度的影響。在上述全部情況中,澆注料都含有RAZ氧化鋁。該種氧化鋁具有良好的流動性和一定的工作時間以及適當的強度發展。添加劑的類型對高溫強度的發展具有顯著的影響。相比之下,添加劑在1500℃時則對強度的發展產生顯著的影響。有兩種因素可以解釋上述差別的產生。首先,添加劑系統在很大程度上影響澆注料的澆注性能,從而影響澆注料施工的氣孔率。其次,添加劑的殘余元素可以作為礦化劑促進高溫下的固態燒結。這兩種因素在一起可能會改變顯微結構,從而改變高溫下的機械強度。這些澆注料系統的固有優勢之一與氣孔率有關,更具體地說,指的是以氣孔大小分布表示的氣孔率分布。例如,活性二氧化硅微粉(煙霧狀或沉淀狀)有時摻人到澆注料中并發揮一些作用。它最初是根據自動應力張馳原理,通過在尖晶石形成中液相的形成來補償膨脹反應,從而控制熱膨脹。其次,硅微粉有助于流變性控制。再其次,硅微粉被推薦用來控制氧化鎂的水化。
由于這3種因素,針對上述類型的澆注料而言,配方中氧化鎂的選擇成為關鍵參數。對基本觀點為基礎的澆注料中三種類型的氧化鎂,即粗顆粒(<0.4mm)、細顆粒(<0.lmm)和中等顆粒(粗顆粒和細顆粒的混合物)做了評估。氧化鎂細顆粒的作用是流量變小,流量衰減更迅速,工作時間變短。可能需要改變添加劑或二氧化硅的類型來修正這種性能,兩種澆注料氣孔大小分布的比較。鋁尖晶石澆注料(含RAZ和添加劑2)的平均氣孔大小比相應的標準低水泥澆注料系統要小得多。