性能要求
耐火度:耐火骨料應具有較高的耐火度,能夠在高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定的物理和化學性質,不發(fā)生軟化、熔融或變形。一般來說,耐火度應不低于 1580℃。
體積穩(wěn)定性:在高溫下,耐火骨料應具有良好的體積穩(wěn)定性,不發(fā)生明顯的膨脹或收縮。否則,會導致耐火材料產(chǎn)生裂縫、剝落等缺陷,影響其使用壽命。
化學穩(wěn)定性:耐火骨料應具有良好的化學穩(wěn)定性,能夠抵抗爐渣、金屬液、氣體等的侵蝕。不同的使用環(huán)境對耐火骨料的化學穩(wěn)定性要求不同,例如,在堿性爐渣環(huán)境中,應選用堿性耐火骨料。
熱震穩(wěn)定性:耐火骨料需要具備良好的熱震穩(wěn)定性,能夠承受高溫下的急冷急熱變化而不破裂。這對于在溫度波動較大的爐窯中使用的耐火材料尤為重要。
顆粒級配:耐火骨料的顆粒級配應合理,以耐火材料具有良好的成型性能和致密性。合適的顆粒級配可以使耐火骨料在堆積時形成緊密的結構,提高耐火材料的強度和抗侵蝕性。
按化學組成分類
硅質骨料:主要成分是二氧化硅(SiO?),如石英砂、硅石等。硅質骨料具有高耐火度、低膨脹系數(shù)和良好的耐磨性,常用于玻璃窯、焦爐等耐火材料中。
鋁質骨料:以氧化鋁(Al?O?)為主要成分,包括鋁礬土、剛玉等。鋁質骨料具有較高的耐火度、良好的熱穩(wěn)定性和抗侵蝕性,廣泛應用于冶金、化工、建材等行業(yè)的高溫爐窯中。
鎂質骨料:主要成分為氧化鎂(MgO),如菱鎂礦、海水鎂砂等。鎂質骨料具有良好的耐高溫性能、抗堿性渣侵蝕能力和高溫強度,常用于堿性轉爐、電爐爐襯等耐火材料中。
白云石質骨料:主要成分是碳酸鈣鎂(CaMg (CO?)?),經(jīng)過煅燒后得到白云石砂。白云石質骨料具有較好的抗渣性和耐火度,常用于鋼鐵冶金行業(yè)的盛鋼桶、中間包等耐火材料中。
鋯質骨料:主要含有氧化鋯(ZrO?),如鋯英石砂。鋯質骨料具有高熔點、低熱導率和良好的抗熱震性,常用于陶瓷、玻璃等行業(yè)的高溫窯爐中,可提高耐火材料的抗侵蝕性和隔熱性能。
耐火澆注料中主要的成分被稱作耐火骨料,其余的被稱作次要原料,耐火骨料是指耐火澆注料中+0.088mm或+0.1mm的部分,是耐火澆注料結構中的主要材料,起骨架作用。耐火骨料的好壞決定了耐火澆注料的物理指標和高溫性能,通常我們在選擇耐火骨料時其原料要具備構緊湊、吸水率低(通常低于5%)、強度高、雜質含量低等原則。
耐火骨料按大小可分為粗骨料、中骨料和細骨料。一般顆粒尺寸大于5mm的稱為粗骨料;5mm~3mm的稱為中骨料,3mm以下地稱為細骨料。也可以根據(jù)客戶要求生產(chǎn)各種規(guī)格,例如5-10mm,10-15mm等等,骨料臨界粒徑根據(jù)襯體厚度而定。耐火骨料具有含鋁量高、含鐵量低、硬度高、熱膨脹系數(shù)小、耐火度高、密度大、熱化學性能穩(wěn)定等特點。
耐火骨料由于其具有高強度、高硬度、高耐磨性,比重大、體積小、耐高溫、耐腐蝕、等特性,還被廣泛應用于不同類型的陶瓷、瓷釉、玻璃、化工等等工廠的厚硬材質精加工和深加工。以88%含量的高鋁骨料為例,其比重(密度)應該達到3.40以上,氧化鋁含量達到88%以上,含鐵低。同樣的原料,同樣的配方,同樣的燒成溫度下,原料研磨后的粉料細度越小,則比重越高,耐磨性越好。
耐火骨料的粒度對耐火材料的性能有著多方面的影響,具體如下:
體積密度
粒度較粗的骨料,顆粒之間的孔隙較大,若只使用粗骨料,會導致耐火材料的體積密度較低。
適當加入細粒度的骨料,可以填充粗骨料之間的孔隙,使耐火材料的體積密度增大。但如果細骨料過多,可能會導致顆粒堆積過于緊密,氣孔率反而增加,體積密度下降。