耐高温浇注料

近年来，一直在强调节能(néng)减排，对耐火原料和产品都提出了更加多(duō)元化和严格的要求。对于浇注料来说，烘烤是耐火浇注料投入使用(yòng)前的主要工序之一，也是耐火浇注料施工和使用(yòng)中的关键环节，其作用(yòng)主要是排出衬體(tǐ)中的游离水和化學(xué)结合水。其中，110℃烘干后的质量损失率為(wèi)55%～80%，这个阶段脱水比较多(duō)，主要是游离水，是烘烤节能(néng)可(kě)控制的主要环节。

微波烘烤是一种依靠物(wù)體(tǐ)吸收微波能(néng)将其转换成热能(néng)，使自身整體(tǐ)同时升温的加热方式。而常规加热烘烤是通过热传导、对流和辐射等热量从外部传至物(wù)料内部，热量总是由表及里传递进行加热物(wù)體(tǐ)，烘烤速率低。為(wèi)此，应用(yòng)微波烘烤替代常规的電(diàn)加热烘烤，使快速烘干耐火材料成為(wèi)一种可(kě)能(néng)。本工作中采用(yòng)了3种不同耐火材料，研究了微波烘烤和電(diàn)烘烤之间的差距，為(wèi)今后实际采用(yòng)微波烘干打下基础。

1 试验

试验采用(yòng)了三种不同的耐火浇注料，分(fēn)别為(wèi):由黏土质轻质骨料(≤5mm)、漂珠(≤1mm)、纯铝酸钙水泥、硅灰等制成的轻质浇注料;由C级焦宝石(≤、一级矾土粉(≤0.088mm)、纯铝酸钙水泥、硅灰等制成的高铝浇注料;由90碳化硅(≤5、≤.088mm)、α-Al2O3微粉(5μm)、纯铝酸钙水泥、硅灰等制成的碳化硅浇注料。

按照各浇注料的配方配料，将混合均匀的浇注料在振动台上分(fēn)别振动浇注成标砖(230mm65mm)和样条(160mm40mm40mm)。自然养护24h后脱模，再在常温下养护24h。

把前期自然养护24h的试样分(fēn)成两批，分(fēn)别采用(yòng)微波烘烤和電(diàn)加热烘烤(110℃24h)的方式烘干，具體(tǐ)如下：

(1)微波烘烤。三种浇注料试样各拿(ná)一块称其质量，置于微波干燥箱里，设定的初始温度為(wèi)70℃，保温1h，然后升温到110℃，每隔0.5h断電(diàn)一次，取出试样测量质量损失情况，直至质量恒定后停止。

(2)電(diàn)加热烘烤。三种浇注料试样各拿(ná)一块称其质量，放在電(diàn)烘干箱里，加热功率為(wèi)0.5kW。设定的初始温度為(wèi)110℃，每隔0.5h断電(diàn)一次，取出样块测量质量损失情况，直至质量恒定后停止。

将微波烘烤和電(diàn)加热烘烤后的试样在電(diàn)炉中再经1000℃3h热处理(lǐ)。按YB/T52001993检测试样的显气孔率和體(tǐ)积密度，按GB/T30012007测试试样的常温抗折强度，按GB/T50722008测试试样的常温耐压强度，按GB/T59882007检测试样的℃3h烧后線(xiàn)变化率。

2 结果与讨论

2.1 烘烤时间

由于不同的介质材料对微波能(néng)吸收不尽相同，因此，轻质浇注料、高铝浇注料和碳化硅浇注料采用(yòng)微波烘烤的时间也就不同。但与传统的電(diàn)加热烘烤试样需要24h相比，微波烘烤更有(yǒu)优势。轻质浇注料、高铝浇注料和碳化硅浇注料采用(yòng)微波干燥需要的时间分(fēn)别是3、3和5.5h，与传统的電(diàn)加热烘烤相比较，可(kě)以节约烘烤时间70%以上。因此，采用(yòng)微波烘烤具有(yǒu)省时省力，节约能(néng)耗，操作方便等优点。

2.2 物(wù)理(lǐ)性能(néng)

可(kě)以看出，与電(diàn)加热烘烤方式相比，在110℃微波烘烤的条件下，轻质浇注料、高铝浇注料和碳化硅浇注料的體(tǐ)积密度略有(yǒu)下降，但都在1%以内，显气孔率则增加了3%～5%;烘烤后试样再经1000℃处理(lǐ)后的體(tǐ)积密度基本一致，显气孔率基本没有(yǒu)变化。

烘烤后可(kě)以看出，微波烘烤与電(diàn)加热烘烤比较而言，三种浇注料经110℃烘烤后的常温抗折强度、耐压强度和烘干后再经1000℃处理(lǐ)后的抗折强度均降低了10%～25%。微波烘烤强度的降低，包括显气孔率的增加，可(kě)能(néng)是由于微波烘烤时升温速度太快，浇注料里的水化物(wù)相加热相变时产生了较大的蒸气压，压力释放不及时浇注料内部孕育了微裂纹。同时烘烤过程中水化物(wù)相脱水时得到的水分(fēn)对浇注料也是一种二次养护，而快速升温水化会进一步减少。烘烤后的三种浇注料再经1000℃处理(lǐ)后的耐压强度都基本上没有(yǒu)变化。对浇注料而言，一般都是烘烤后在高温下使用(yòng)，虽然常温处理(lǐ)后的强度(110℃)对其在搬运或者承载压力方面有(yǒu)所影响，但终决定其好坏的还是高温性能(néng)。因此，采用(yòng)微波烘烤对材料的使用(yòng)性能(néng)影响较小(xiǎo)。

烘烤后的三种浇注料再经1000℃热处理(lǐ)后的線(xiàn)收缩率显示，虽然微波烘烤后试样再经1000℃热处理(lǐ)后的收缩率较電(diàn)加热烘烤后的小(xiǎo)，但波动较小(xiǎo)，因此对浇注料性能(néng)的影响很(hěn)小(xiǎo)。

3 结论

微波烘烤可(kě)以大幅降低烘干时间，因微波特性差异，不同浇注料的烘干时间略有(yǒu)差异;微波烘烤和電(diàn)加热烘烤对浇注料的常温物(wù)理(lǐ)性能(néng)的影响较小(xiǎo)。因電(diàn)加热烘烤时间较長(cháng)，浇注料的强度和显气孔率等性能(néng)略好。

市场上各式各样的高铝耐火材料种类众多(duō)，更是能(néng)让客户挑花(huā)了眼，产品的多(duō)样性给客户带来更多(duō)的选择机会的同时，也给用(yòng)户造成了一定的不便，作為(wèi)耐火材料厂家，荣盛耐材建议用(yòng)户在选購(gòu)过程中让企业出具相关的证明和质量，能(néng)够实地考察，对于企业实力有(yǒu)更加直观的认识。