论文部分内容阅读
国际油价飞涨,能源危机已经成为当今世界所面临的共同难题,这对于耐火行业的轻质隔热类材料的开发与应用来说是一次机遇和挑战。轻骨料是轻质耐火浇注料中的主要组成部分,所占比重较大(50wt%左右),因此轻骨料性能优劣对于轻质耐火浇注料整体性能影响大。通常人们大多只关注骨料的体积密度,而对气孔的大小和分布却研究不多。轻骨料内部孔的微孔化有许多优点,有关微孔轻骨料的研究较少。本文以低品位矾土尾矿为主要原料,通过对不同制备工艺的筛选,成功制备了轻质微孔矾土骨料,并应用于轻质耐火浇注料。借助旋转X射线衍射仪、压汞仪、扫描电镜及平板导热仪等分析手段,研究了不同外加物添加量和烧成温度等因素对骨料性能的影响。研究结果如下:首先,以一级和三级矾土为原料,添加漂珠+Al(OH)3和添加铝灰+Al(OH)3,干法压制成型制备轻质骨料。结果表明,随着外加物添加量的增大,骨料的体积密度呈降低趋势,但即使添加量很高,体积密度均较高(大于1.60g/cm3);骨料内部孔径较大,且由外加物引入杂质影响高温性能。其次,利用原位固化分解原理制备轻质微孔矾土骨料。以糖类聚合物为粘结剂和造孔剂制备陶瓷浆料,该陶瓷浆料为假塑性流体,其粘度随着糖类聚合物添加量的增大逐渐升高,随加水量的增大逐渐降低。浆料置于低于100℃烘箱中数小时可直接凝固成型。烧后骨料体积密度呈线性降低(可达1.10g/cm3),满足公式ρ=1.733- 0.015W,相关系数R2=0.994。三级矾土中添加少量的Al(OH)3可以降低骨料的体积密度,莫来石相生成量增多。随着煅烧温度的升高,两种轻骨料均烧结更加致密,其中一级矾土体积密度增加幅度明显大于三级矾土,最终确定煅烧温度应在1450℃左右。压汞仪测定结果显示利用该工艺制备的轻骨料平均孔径不超过10μm,随着糖类聚合物添加量增加,孔径累计分布曲线向右移动,平均孔径逐渐增大。综合比较三种工艺,得出原位固化分解法制备的骨料体积密度最低、孔径最小及耐火度最高。使用该种微孔轻骨料制备的轻质浇注料与宏孔高铝轻骨料制备的相比,体积密度和强度相差不大的情况下,其烧后线收缩量小;此外由于高温下微孔可减小热辐射,与宏孔轻骨料相比,随着温度的升高,热导率升高的幅度明显降低。