养护和烘烤也是影响浇注料使用性能的重要因素。养护是为了给浇注料中的结合剂一个凝固和硬化时间,获得足够的初期强度。养护期间控制的关键是浇注料的湿度(应保持湿润)、养护温度(应在15~35℃)和时间。烘烤是在浇注料硬化后,将其中剩余的水蒸发出去,在高温下促使烧结进程,进一步提高浇注体的物理性能。烘烤过程中主要控制的是升温速率,一般为每小时15~35℃。升温一旦开始,不能中断或停止升温过程,直到升温结束。否则,应非常小心的使炉衬冷却下来,而当重新升温时,必需按规定步骤进行。如某公司[2]临时决定更换篦冷机高温区顶部浇注料。为了按预定计划投料,施工队采用整体浇注,没有按规定预留膨胀缝;同时为了便于施工,用水量比要求使用量明显偏大。更为严重的是施工一结束便立即点火升温,并如期投料。因温升较快,造成浇注料温度急剧升高,内部水分大量迅速蒸发,产生大的膨胀力,从而使浇注料爆裂、剥落,引起大面积脱落事故。这就是典型的没有进行养护和烘烤,从而出现严重后果。
传统耐火浇注料是由耐火集料和高铝水泥配置而成的。在制备过程中,细集料部分的颗粒级配没有进行精心设计。水泥颗粒也较粗(比表面积一般为3000cm2/g左右),水泥的加入量一般为15~25%,施工用水量为10~15%。加之水泥用量多颗粒粗,使水泥不能得到完全水化,终导致浇注料的性能不好。
在国外,水泥窑前窑口上广泛采用刚玉质和高铝质钢纤维增强耐火浇注料,其使用寿命可达2~8个。浇注料的高铝含量高、强度高。因此,抗热震性差、易开裂剥落,降低使用寿命。生产实践证明,钢纤维增强高铝质耐火浇注料的使用效果,比刚玉质浇注料要好。
前窑口耐火衬因急冷、急热频繁,使用温度在800℃~1250℃范围内,可起到承受水泥熟料磨损和碱腐蚀的作用。耐火浇注料主体材料的选用,根据其使用条件决定,以达到既成本低又好用的目的。
耐火骨料选用二三级矾土熟料、焦宝石和莫来石等,临界粒径放大,并应合理进行颗粒级配,达到致密化,有利于提高材料的抗热震性和强度。
耐火粉料、结合剂和外加剂(物)等材料,是耐火浇注料的基质材料,也进行合理的颗粒级配,以便提高其性能。在常温下,能获得施工强度,在高温作用下,易发生相转变、进行烧结。同时,材料之间会产生原位反应,其微膨胀能抵消烧结收缩,提高浇注料的抗热震性和强度。
烧结剂用量因品种材料而异(一般为1%~7%),过量用烧结剂,原位反应产生较大的膨胀和液相,致使浇注料抗热震性和耐蚀性降低,也影响使用效果。因此,应根据使用温度、烧结层厚度、体积稳定性和耐蚀性要求,合理选用烧结剂的品种和用量,以满足实际使用要求。
抗碱侵蚀性能
为提高新一代窑口浇注料抗碱侵蚀性能,添加了一定量的非氧化物。由于非氧化物微粉在高温下(超过1200℃)氧化后发生化学反应在衬里表面形成一层致密、高粘度的液相层,这层保护膜的生大幅度提高了产品的抗碱侵蚀性能。