聚磷酸鹽耐火澆注料的性能和制備

    聚磷酸鹽耐火澆注料的骨料和粉料，由冶金鎂砂、電熔鎂砂、鎂鉻砂、鎂鋁尖晶石和鎂橄欖石等破碎磨細(xì)而成。結(jié)合劑有磷酸、磷酸鹽和聚磷酸鹽等。骨料和粉料采用鎂鉻砂、鎂鋁尖晶石和鎂橄欖石等材料時(shí)，可采用磷酸或磷酸鹽作結(jié)合劑。當(dāng)采用鎂砂時(shí)應(yīng)采用聚磷酸鈉作結(jié)合劑。因?yàn)榱姿峄蛄姿猁}溶液與鎂砂反應(yīng)激烈、速凝，無施工制作時(shí)間。聚磷酸鈉與鋁酸鈣水泥和氧化物微粉等復(fù)合使用，效果好。
    聚磷酸鈉按照Na2O/P2O5的摩爾比或聚合度n進(jìn)行分類，分為焦磷酸鈉Na4P2O7、聚磷酸鈉(Nan+2PnO3n+1)、偏磷酸鈉(NaPO3)n和過磷酸鈉。偏磷酸鈉的摩爾比為1：1，聚合度n≥1。當(dāng)n=3時(shí)，稱為三偏磷酸鈉，亦稱三聚磷酸鈉Na3P3O9,呈白色粉末狀，是軟水劑，也是不定形耐火材料的良好外加劑；當(dāng)n=6時(shí)，稱為六偏磷酸鈉Na6P6O18,也呈白色粉末狀，是堿性不定形耐火材料的良好結(jié)合劑和外加劑。
鎂砂耐火澆注料原料：
    鎂砂耐火澆注料采用燒結(jié)和電熔鎂砂作耐火骨料和粉料，其顆粒級(jí)配為5～2.5 mm，33%;2.5～1.2mm, 22%;1.2～0.6mm，25%;0.6～0.15 mm，20%;鎂砂粉細(xì)度為0.09mm篩余≤15%;采用濃度為30%或當(dāng)量濃度為4N的六偏磷酸鈉溶液作結(jié)合劑，促凝劑用鋁酸鹽水泥；有的摻加燒結(jié)劑，如鐵磷或黏土粉等。
鎂砂耐火澆注料配制工藝：
配制工藝：將耐火骨料與2/3用量的六偏磷酸鈉溶液拌和，待骨料表面全部濕潤后，再摻加耐火粉料攪拌均勻，最后加剩余的六偏磷酸鈉溶液，繼續(xù)攪拌1～2min;振動(dòng)成型后，自然養(yǎng)護(hù)3d，不得淋水；環(huán)境溫度不得低于10℃，越高越好，養(yǎng)護(hù)到期，作各種性能檢驗(yàn)。
鎂砂耐火澆注料性能：
摻加燒結(jié)劑作用不大；采用鋁酸鹽水泥促凝劑，不降低耐火度，卻提高了荷重軟化溫度，同時(shí)1000℃燒后耐壓強(qiáng)度從19.1MPa提高到26.5～34.8MPa，這是形成Na2O2CaOP2O5礦物所致。從強(qiáng)度變化特征上看，也是中溫強(qiáng)度有較大的下降，但絕對(duì)值仍大于25MPa，因此不影響鎂砂耐火澆注料的使用。強(qiáng)度下降的原因，從巖相分析可知，系因六偏磷酸鈉組織結(jié)構(gòu)在加熱過程中的變化和基質(zhì)料未燒結(jié)所致。
    鎂砂耐火澆注料用MgO≥98%的電熔鎂砂作耐火骨料和粉料，復(fù)合結(jié)合劑為聚磷酸鈉5%、硅微粉3%和鋁酸鈣水泥0.5%。另加2%的鋼纖維，加水濕混、成型，其性能見表2。它與表1對(duì)比看出，采用聚磷酸鈉與硅微粉作復(fù)合結(jié)合劑配制的澆注料，耐壓強(qiáng)度提高40%至1.6倍，燒后線變化呈膨脹值。說明該復(fù)合結(jié)合劑比前者好。
    在堿性耐火澆注料中，在保證拌和料和易性的前提下，六偏磷酸鈉溶液用量盡量少用，以保證其高溫性能；另外，耐火骨料品種、顆粒級(jí)配、骨粉料用量、鋁酸鹽水泥品種和用量等，也影響耐火澆注料的性能，應(yīng)合理選用。
鎂鉻質(zhì)耐火澆注料：
    鎂鉻質(zhì)耐火澆注料用的耐火骨料和粉料，一般選用廢舊鎂鉻磚、鉻鐵礦、鎂鉻尖晶石、鎂砂和氧化鉻等材料。結(jié)合劑用六偏磷酸鈉溶液，促凝劑則用鋁酸鈣水泥和含鈣材料等。該澆注料耐火度高、高溫體積穩(wěn)定性好、抗侵蝕性強(qiáng)，在鋼包等熱工設(shè)備上應(yīng)用，見表3。表中采用廢鎂鉻磚作耐火骨料，編號(hào)1的臨界粒徑為 10mm，進(jìn)行顆粒級(jí)配。編號(hào)2的粒徑為<15mm統(tǒng)料；耐火粉料為MgO≥92%的鎂砂粉和Cr2O3為53%的鉻鐵礦精礦粉。耐火骨粉料之比為68：32;結(jié)合劑為六偏磷酸鈉溶液，用量為14～18%。編號(hào)1用鋁酸鈣水泥作促凝劑，編號(hào)2則用石灰粉，用量為1.5%。