镁质不定形耐火材料

    定义：镁质不定型耐火材料是由镁质类耐火材料骨料和粉料、结合剂和外加剂以一定比例组成的混合料，能直接使用或加适当的液体调配后使用，即该料MgO含量为主，耐火度不低于1580℃，也称碱性不定型耐火材料。

镁质不定型耐火材料简介：       

镁质不定型耐火材料具有良好的抗侵蚀性、不污染钢水，且原材料丰富，因而得到不断地发展。自采用碱性定形耐火材料制品作炼钢炉衬以来，碱性不定型耐火材料也得到了广泛的应用，如电炉和平炉的炉底及炉坡补炉料等。随着冶炼技术和品种钢的发展，开发了实用的镁质类干式料和浇注料等新品种材料，满足了冶金技术要求。

 

 

镁质不定形耐火材料分类：   

镁质不定形耐火材料按照交货状态可分为定形制品和散状材料两大类。定形制品系指用振动、振动加压和机压等方法生产的预制块和不烧砖，经烘烤后出厂。按照体积密度可分为重质和轻质两大类材料。按照结合剂种类、耐火骨料品种和施工制作方法进行分类等。

结合剂有无机和有机两大类。无机结合剂又有水泥、化学和微粉等品种。几种结合剂配合使用，称为复合结合剂，按起主要作用的结合剂归类。根据硬化条件分为水硬性、气硬性和热硬性。根据硬化过程中结合剂的胶结形式又分为水合结合、化学结合、聚合结合、凝聚结合和陶瓷结合等。

镁质不定形耐火材料用的耐火骨料，分为天然原料和人工合成原料两大类，其化学矿物组成决定了材料的属性和命名。具体分类如下：镁砂类：烧结镁砂、电熔镁砂和海水镁砂;含镁类：镁橄榄石、白云石和蛇纹石;尖晶石类：镁尖晶石和铬尖晶石等。

不定形耐火材料按施工制作方法分类虽然不甚严谨,然而此命名最形象，故各国普遍采用。

1)浇注料;2)干式振动料;3)耐火喷涂料(包括喷补料、耐火熔射料、湿式泵送喷涂料等);4)耐火修补料;5)耐火涂抹料;6)耐火捣打料;7)不烧砖;8)预制块;9)耐火泥。

另外，根据镁质不定形耐火材料的用途和使用部位进行分类，如转炉镁质耐火喷补料、中间包档渣堰镁质耐火浇注料预制块和镁质干式振动料等。这些分类都不甚严密，然而一目了然，较为实用。

 

 

镁质不定形耐火材料的原材料及要求：   

1 结合剂   

结合剂是胶结和粘接耐火骨料和粉料，使之产生强度的材料。结合剂必须满足下列条件：在一定条件下能够硬化，使构筑物或制品产生足够的强度，且在高温时也能保持一定的强度;在使用过程中，较少影响或有利于材料的性能;成本低，材料易得。表1-1为不定形耐火材料结合剂按化学性质的分类。

 

 

结合剂按照结合机理分为水合结合、反应结合、凝聚结合和黏着结合等四类，按照硬化特点则分为气硬性、水硬性和热硬性结合，又可分为临时性结合剂和永久性结合剂。根据习惯用法，结合剂则分为水合结合、化学结合、有机结合和陶瓷结合等四类。表1-2为结合剂按结合机理分类。

 

2耐火骨料和粉料作用与要求：       

在不定形耐火材料中，粒径大于5mm的称为粗骨料，≤5mm至0.088mm之间的称为细骨料。骨料用量一般为60～73%，能显著影响其性能;耐火粉料是基质材料，其品级应高于或相当于耐火骨料，0.088mm筛余应小于15%。<5μm微粉筛余应小于20%。耐火粉料用量为15～40%，起填充骨料空隙和改善施工和易性等作用。理想的颗粒级配是达到最大堆积密度,以求获得最佳性能。骨料临界粒径根据衬体厚度而定，一般为10mm或15mm，衬体较厚时可采用大于15mm的骨料。施工制作方法不同，骨料临界粒径不同，级配有要求，即使用统料，也应筛分检验粒度达到要求后使用，见表1-3。

 

 

镁质不定形耐火材料常加水拌和，原材料必须具有抗水性。施工体制作完成后，应及时烘烤排除水分，在一个月内投产使用。镁质类含钙原材料抗水化处理方法有：高温烧成法使之体积密度提高，尽快做成成品料，采用防水塑料袋包装，延长保存期;添加物法就是添加TiO2、ZrO2、Fe2O3、Al2O3和稀土类物质等，经烧成形成低熔点相覆盖其晶体表面，防止水化。或者形成新的化合物，如添加ZrO2生成CaO·ZrO2化合物、添加TiO2形成MgO-CaO-TiO2体系等不水化的或抗水化很强的物质;表面覆盖法系采用H3PO4、Al(H2PO4)3或H2C2H4等溶液对熟料进行浸渍和碳酸化处理，使表面形成高熔点的磷酸盐或包覆层，能显著提高抗水化性能。易水化原料必须防潮，应进行除铁处理。各种原材料，经质量检验合格后，方可使用。

 

3外加剂   

外加剂在不定形耐火材料中，用量少作用大，能提高施工性能，改善物理性能和使用性能。外加剂按化学成分和性质分为无机物和有机物两类。无机类有少量矿物和金属单质、无机电解质、氧化物和氢氧化物等。如用蓝晶石族等材料作膨胀剂，用软质黏土或铁等材料作烧结剂和用ZrO2和CaO等材料作矿化剂，用金属Si作抗氧化剂等;有机类多数为表面活性剂，能显著改变物料界面间的表面能，起到润湿、分散、乳化、增溶、发泡、润滑和控制反应速度等。按作用功能细分为减水剂(即分散剂)、解胶剂、增塑剂、保存剂、促凝剂、缓凝剂、发泡剂、酸抑制剂、防爆剂和快干剂等。其主要材料有木质素磺酸盐系，磺化焦油系，草酸，柠檬酸(盐)，洒石酸(盐)，二乙胺，聚乙烯胺，烷基苯磺酸盐，聚氧乙烯烷基醚硫酸盐，亚甲基二萘磺酸钠(NNO)，聚亚甲基磺酸钠聚合物(MF)，β萘磺酸盐甲醛缩合物(NF)，烷基磺酸钠，三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物，烷基酚聚氧乙烯醚，羧甲基纤维素纳(CMC)，羧乙基纤维素，聚氧乙烯烷基醚，聚氧乙烯烷基苯基醚，聚丙烯，三聚磷酸钠，六偏磷酸钠，氟硅酸钠和有机纤维等。

减水剂系掺加于耐火浇注料后能显著降低拌和用水量而保持流动值基本不变的物质。该类物质是表面活性剂或某种电解质，溶于水后能吸附在粒子表面上，提高粒子表面的ζ电位，增大其斥力，释放出由微子组成的凝聚结构中包裹的游离水，从而起着分散和湿润作用，能降低水用量，因此又称为分散剂。氧化物微粉和铝酸钙水泥等作结合剂的浇注料，一般采用三聚或六偏磷酸钠，焦磷酸钠，多环芳香族磺酸盐、NF、NNO、木质素磺酸盐和聚丙烯酸等，其用量为千分之几。

促凝剂系指在常温下能促进浇注料凝结和硬化的物质，不同的结合剂使用的促凝剂也不同。如铝酸钙水泥浇注料常用的促凝剂为碱性化合物NaOH、K2CO3和三乙醇胺等。反之，缓凝剂则用草酸、酒石酸(盐)和硼酸(盐)等;磷酸(盐)浇注料促凝剂则用铝酸钙水泥、MgO和氢氧化铝等;水玻璃浇注料用的促凝剂有氟硅酸钠、氟硅酸铝、硅酸二钙和乙二醛等;树脂浇注料则用乌洛托品作促凝剂。

防爆剂系指浇注料在烘烤过程中不爆裂的添加物。如铝粉掺加浇注料中，遇水后发生化学反应而放出气体，在施工体内留有微细排水通道;掺加有机纤维，施工体烘烤至120℃左右微细纤维软化收缩、到160℃左右熔化，形成疏水排气通道，减轻施工体内部的水蒸汽压力，避免爆裂。

外加剂品种较多，应根据结合剂和基质材料的不同，合理选用。为了保证不定形耐火材料的施工性能和使用性能，经常采用几种外加剂复合使用，以便获得最佳效果。