刚玉浇注料是以刚玉(α-Al₂O₃)为主要骨料和细粉,辅以结合剂及添加剂配制的不定形耐火材料,性能优异且适应性强,以下是其核心参数及影响因素:
一、化学组成
- Al₂O₃含量:这是核心指标,直接决定材料性能。
- 普通刚玉浇注料:Al₂O₃含量一般为70%-85%;
- 高铝刚玉浇注料:Al₂O₃含量85%-95%;
- 纯刚玉浇注料:Al₂O₃含量≥95%(多采用白刚玉、棕刚玉等原料)。
- 杂质成分:低铁(Fe₂O₃)、低硅(SiO₂)可减少高温下低熔物生成,提升耐高温性。
二、物理性能
1. 常温力学性能
- 耐压强度:养护或热处理后,一般为50-150 MPa,高致密型产品可达150 MPa以上,强度随刚玉含量和致密度提高而增加。
- 抗折强度:常温下通常为10-30 MPa,高温(如1000℃烧后)强度保留率较高,体现良好的高温结构稳定性。
2. 高温性能
- 耐火度:随Al₂O₃含量升高而提高,一般在1790℃-2000℃以上,纯刚玉浇注料耐火度接近刚玉熔点(约2050℃)。
- 使用温度:
- 长期使用温度:普通型1400℃-1600℃,高铝型1600℃-1800℃,纯刚玉型可达1800℃-1900℃;
- 短期(如间歇工况)可承受更高温度,但需避免剧烈热冲击。
3. 导热与热震性能
- 导热系数:常温下致密型为2-8 W/(m·K),随温度升高略有上升;轻质刚玉浇注料因气孔率高,导热系数可低至1-3 W/(m·K)(隔热型)。
- 热震稳定性:用“水冷循环次数”衡量,一般为10-50次(如1100℃水冷),添加锆莫来石、金属纤维等可改善热震性能。
4. 体积稳定性
- 重烧线变化率:高温处理后(如1500℃×3h),线变化率通常控制在±0.5%以内,过度收缩或膨胀会导致结构损坏。
三、关键工艺参数
- 流动性:加水搅拌后需具备良好流动性(如扩展度200-300mm),便于施工浇筑成型。
- 凝结时间:初凝时间一般为2-6小时,终凝时间6-12小时,可通过缓凝剂/促凝剂调节,适应施工节奏。
- 气孔率:致密型气孔率≤20%,轻质隔热型气孔率可达40%-60%,气孔率直接影响强度和导热性。
四、影响参数的核心因素
1. 原料纯度:刚玉骨料纯度越高(如白刚玉>棕刚玉),耐高温、抗腐蚀性能越强。
2. 结合剂类型:水合氧化铝(如铝酸钙水泥)、磷酸盐、溶胶结合剂等,会影响强度发展和高温稳定性。
3. 添加剂:加入金属铝粉、硅粉可提高致密度;加入纤维(钢纤维、陶瓷纤维)可增强抗冲击性和热震性。
刚玉浇注料的具体参数需根据配方(如致密型/轻质型)、应用场景(冶金、陶瓷、玻璃窑炉等)确定,实际选型时需参考厂家技术报告或检测数据。