在線(xiàn)留言 聯(lián)系我們 網(wǎng)站地圖

歡迎您來(lái)到榮盛集團(tuán)【鄭州榮盛窯爐耐火材料有限公司】官方網(wǎng)站!

139-3717-0928

所在位置:首頁(yè) > 耐材百科 > 行業(yè)資訊

行業(yè)資訊

碳化硅火泥泥漿對(duì)原料的性能要求介紹

編輯:耐火磚廠(chǎng)家   分類(lèi):行業(yè)資訊  發(fā)布:2022-12-01   瀏覽:
碳化硅火泥用于高爐碳化硅鑲磚、干熄焦牛腿磚、鋁電解槽碳化硅磚以及陶瓷窯碳化硅的砌筑或粘接。目前,碳化硅泥漿主要以碳化硅顆粒和細(xì)粉為主要原料,以液體酚醛樹(shù)脂為結(jié)合劑,具有養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度高、砌體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和氣密性好、理化性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。部分廠(chǎng)商使用碳化硅廢磚料進(jìn)行氮化硅結(jié)合碳化硅磚用火泥的制作,用戶(hù)也希望火泥的化學(xué)組成與磚相近。但是,氮化硅相對(duì)于碳化硅更易氧化,因此,含有氮化硅成分的泥漿的性能是否滿(mǎn)足長(zhǎng)期使用尚待驗(yàn)證。本工作采用碳化硅、氮化硅和氮化硅結(jié)合碳化硅廢磚粉為主要原料對(duì)氮化硅結(jié)合碳化硅磚用泥漿錐入度、粘結(jié)強(qiáng)度和抗氧化性能進(jìn)行對(duì)比研究。
 
1、試驗(yàn)
 
1)原料與配比
 
所用原料主要為:粒度0.5~0mm和≤0.074mm、ω(SiC)=98.31%的碳化硅,粒度≤0.074mm、ω(Si3N4)=93.26%的氮化硅,粒度0.5~0mm和≤0.074mm、ω(SiC)=74.42%、ω(Si3N4)=20.26%的氮化硅結(jié)合碳化硅廢磚粉,結(jié)合劑選為液體酚醛樹(shù)脂,外加少量添加劑。試樣配料組成如表1所示。將碳化硅原料試樣標(biāo)記為A,碳化硅復(fù)合氮化硅原料試樣標(biāo)記為B,氮化硅結(jié)合碳化硅廢磚粉原料試樣標(biāo)記為C。
 
 
2)試樣制備及性能檢測(cè)
 
將配好的物料倒入攪拌機(jī)中干混1min,然后加入液體酚醛樹(shù)脂濕混6min,制備成泥漿,以初始錐入度450mm左右為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)確定結(jié)合劑加入量,三組試樣結(jié)合劑加入量分別是26%、31%和33%。然后按照GB/T22459-2008進(jìn)行稠度(錐入度法)和抗折粘接強(qiáng)度(110℃和180℃烘干24h,600℃、800℃和1300℃空氣氣氛和埋炭條件下熱處理3h),并制作50mm×50mm×50mm立方體試塊進(jìn)行抗氧化性能測(cè)試(600℃和800℃空氣氣氛)。
 
2、結(jié)果與討論
 
1)原料對(duì)泥漿錐入度的影響
 
在溫度為(25±5)℃,濕度為20%~25%的條件下,按照GB/T22459.1-2008對(duì)三組試樣進(jìn)行錐入度測(cè)試,在不同時(shí)間下的錐入度如圖1所示。可以看出,將三組泥漿按照450mm左右的錐入度攪拌完成后,隨著時(shí)間的推移,錐入度出現(xiàn)了較大的變化。合成碳化硅原料和碳化硅復(fù)合氮化硅原料的A和B試樣的錐入度隨著時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)出先變大后變小的變化趨勢(shì)。但在5h的時(shí)間內(nèi),錐入度的數(shù)值保持在435mm以上,材料具有較長(zhǎng)的可施工時(shí)間。分析認(rèn)為酚醛樹(shù)脂中具有一定量的水、酒精和揮發(fā)分,初期水分與碳化硅原料的潤(rùn)濕不完全,隨著時(shí)間的推移水分逐漸潤(rùn)濕原料,材料的錐入度增加;另外,水分、酒精和揮發(fā)分的揮發(fā)會(huì)增加泥漿的粘稠度,導(dǎo)致錐入度減小。以廢磚粉為主要原料的C試樣的錐入度基本呈現(xiàn)出逐漸減小的變化趨勢(shì),可能是由于磚在使用過(guò)程中滲入了少量堿性物質(zhì),在混料完成后被水逐漸溶出,導(dǎo)致酚醛樹(shù)脂出現(xiàn)固化,進(jìn)而降低了泥漿的錐入度。
 
 
2)原料對(duì)泥漿錐入度的影響抗折粘結(jié)強(qiáng)度的影響
三組試樣在110℃烘干后的抗折粘結(jié)強(qiáng)度差別較大,其中全碳化硅原料的A試樣的粘結(jié)強(qiáng)度超過(guò)了25MPa,碳化硅與氮化硅原料的B試樣的強(qiáng)度接近25MPa,而以廢磚粉為主要原料的C試樣的強(qiáng)度不足20MPa。180℃烘干后的強(qiáng)度差別不大,均在22MPa左右。分析認(rèn)為,低溫下泥漿的抗折粘結(jié)強(qiáng)度主要由酚醛樹(shù)脂提供,因此三組試樣的抗折強(qiáng)度均比較高。由圖2還可以看出,三組試樣的強(qiáng)度在三種溫度下熱處理后的強(qiáng)度均比較低,且隨著熱處理溫度的升高而升高,其中以純碳化硅為原料的試樣A的強(qiáng)度高,B試樣和C試樣的強(qiáng)度差別不大。分析認(rèn)為,中高溫條件下酚醛樹(shù)脂在空氣中逐漸氧化分解,已經(jīng)起不到粘結(jié)劑的作用,中的強(qiáng)度主要由原料間的燒結(jié)提供,氮化硅相對(duì)于碳化硅更易氧化,少量氧化產(chǎn)生的二氧化硅保護(hù)膜可以提高試樣常溫抗折強(qiáng)度,但大量的氧化會(huì)導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)疏松,降低強(qiáng)度。不同溫度和氣氛下熱處理后的抗折粘結(jié)強(qiáng)度對(duì)比如圖3所示。
 
 
可以看出,三組試樣在三種熱處理溫度下的抗折粘結(jié)強(qiáng)度均以埋炭試樣的略高,尤其是1300℃熱處理時(shí),其抗折粘結(jié)強(qiáng)度由不足5MPa升高到了10MPa以上,其中A試樣的強(qiáng)度超過(guò)了14MPa。在全部的熱處理?xiàng)l件下,均以A試樣的抗折粘結(jié)強(qiáng)度高,可能是由于A(yíng)試樣泥漿所需結(jié)合劑的量相對(duì)較少,結(jié)合劑中揮發(fā)分揮發(fā)后留下的孔隙較少,泥漿在熱處理過(guò)程中試樣燒結(jié)效果優(yōu)于B試樣和C試樣所致。
 
3)原料對(duì)泥漿抗氧化性能的影響
 
為了研究不同原料配置氮化硅結(jié)合碳化硅磚用泥漿的耐用性能,對(duì)三組耐火泥漿試樣在800℃條件下進(jìn)行抗氧化性能對(duì)比實(shí)驗(yàn),氧化后試樣剖面照片如圖4所示。
 
 
可以看出,三組試樣在800℃氧化后照片均在試樣四周出現(xiàn)一層氧化層,氧化層厚度以B試樣的厚,A試樣和C試樣的氧化層厚度差別不大,A試樣的抗氧化性能相對(duì)更好。分析認(rèn)為800℃時(shí),氮化硅相對(duì)于碳化硅更容易氧化,且試樣中氮化硅/碳化硅氧化后不能在試樣表面形成一層穩(wěn)定的釉層,因此以氮化硅原料引入的B試樣的氧化更為嚴(yán)重,C試樣中氮化硅以結(jié)合相存在于原料中,其抗氧化性能相對(duì)于B試樣略好,仍不如以純碳化硅為原料的A試樣。
 
3、結(jié)論
 
(1)碳化硅為原料的試樣所需粘結(jié)劑較少,廢磚粉為原料的試樣所需粘結(jié)劑較多,以合成原料為主原料的兩種泥漿的錐入度隨時(shí)間延長(zhǎng)衰減較小,以廢磚粉為原料的泥漿的錐入度隨時(shí)間延長(zhǎng)大幅衰減,且不穩(wěn)定。
 
(2)三組試樣在低溫下烘干后的抗折粘結(jié)強(qiáng)度均比較高,180℃烘干后試樣的強(qiáng)度基本相同,約為22MPa。但中高溫?zé)崽幚砗蟮膹?qiáng)度較低,空氣氣氛下600℃和800℃熱處理后試樣的強(qiáng)度不足5MPa。埋炭條件下熱處理后試樣的強(qiáng)度大幅增加。1300℃埋炭熱處理后試樣的強(qiáng)度均超過(guò)了10MPa。
 
(3)以純碳化硅為原料的試樣的抗氧化性能好,以廢磚粉為原料試樣的抗氧化性能居中,加入氮化硅原料試樣的抗氧化性能較差。

耐材百科Refractory Encyclopedia

客服中心

0371-56777921

139-3717-0928

3491492646