耐高溫澆注料

近年來(lái)，一直在強(qiáng)調(diào)節(jié)能減排，對(duì)耐火原料和產(chǎn)品都提出了更加多元化和嚴(yán)格的要求。對(duì)于澆注料來(lái)說(shuō)，烘烤是耐火澆注料投入使用前的主要工序之一，也是耐火澆注料施工和使用中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其作用主要是排出襯體中的游離水和化學(xué)結(jié)合水。其中，110℃烘干后的質(zhì)量損失率為55%～80%，這個(gè)階段脫水比較多，主要是游離水，是烘烤節(jié)能可控制的主要環(huán)節(jié)。

微波烘烤是一種依靠物體吸收微波能將其轉(zhuǎn)換成熱能，使自身整體同時(shí)升溫的加熱方式。而常規(guī)加熱烘烤是通過(guò)熱傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射等熱量從外部傳至物料內(nèi)部，熱量總是由表及里傳遞進(jìn)行加熱物體，烘烤速率低。為此，應(yīng)用微波烘烤替代常規(guī)的電加熱烘烤，使快速烘干耐火材料成為一種可能。本工作中采用了3種不同耐火材料，研究了微波烘烤和電烘烤之間的差距，為今后實(shí)際采用微波烘干打下基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)

試驗(yàn)采用了三種不同的耐火澆注料，分別為:由黏土質(zhì)輕質(zhì)骨料(≤5mm)、漂珠(≤1mm)、純鋁酸鈣水泥、硅灰等制成的輕質(zhì)澆注料;由C級(jí)焦寶石(≤、一級(jí)礬土粉(≤0.088mm)、純鋁酸鈣水泥、硅灰等制成的高鋁澆注料;由90碳化硅(≤5、≤.088mm)、α-Al2O3微粉(5μm)、純鋁酸鈣水泥、硅灰等制成的碳化硅澆注料。

按照各澆注料的配方配料，將混合均勻的澆注料在振動(dòng)臺(tái)上分別振動(dòng)澆注成標(biāo)磚(230mm65mm)和樣條(160mm40mm40mm)。自然養(yǎng)護(hù)24h后脫模，再在常溫下養(yǎng)護(hù)24h。

把前期自然養(yǎng)護(hù)24h的試樣分成兩批，分別采用微波烘烤和電加熱烘烤(110℃24h)的方式烘干，具體如下：

(1)微波烘烤。三種澆注料試樣各拿一塊稱(chēng)其質(zhì)量，置于微波干燥箱里，設(shè)定的初始溫度為70℃，保溫1h，然后升溫到110℃，每隔0.5h斷電一次，取出試樣測(cè)量質(zhì)量損失情況，直至質(zhì)量恒定后停止。

(2)電加熱烘烤。三種澆注料試樣各拿一塊稱(chēng)其質(zhì)量，放在電烘干箱里，加熱功率為0.5kW。設(shè)定的初始溫度為110℃，每隔0.5h斷電一次，取出樣塊測(cè)量質(zhì)量損失情況，直至質(zhì)量恒定后停止。

將微波烘烤和電加熱烘烤后的試樣在電爐中再經(jīng)1000℃3h熱處理。按YB/T52001993檢測(cè)試樣的顯氣孔率和體積密度，按GB/T30012007測(cè)試試樣的常溫抗折強(qiáng)度，按GB/T50722008測(cè)試試樣的常溫耐壓強(qiáng)度，按GB/T59882007檢測(cè)試樣的℃3h燒后線(xiàn)變化率。

2 結(jié)果與討論

2.1 烘烤時(shí)間

由于不同的介質(zhì)材料對(duì)微波能吸收不盡相同，因此，輕質(zhì)澆注料、高鋁澆注料和碳化硅澆注料采用微波烘烤的時(shí)間也就不同。但與傳統(tǒng)的電加熱烘烤試樣需要24h相比，微波烘烤更有優(yōu)勢(shì)。輕質(zhì)澆注料、高鋁澆注料和碳化硅澆注料采用微波干燥需要的時(shí)間分別是3、3和5.5h，與傳統(tǒng)的電加熱烘烤相比較，可以節(jié)約烘烤時(shí)間70%以上。因此，采用微波烘烤具有省時(shí)省力，節(jié)約能耗，操作方便等優(yōu)點(diǎn)。

2.2 物理性能

可以看出，與電加熱烘烤方式相比，在110℃微波烘烤的條件下，輕質(zhì)澆注料、高鋁澆注料和碳化硅澆注料的體積密度略有下降，但都在1%以?xún)?nèi)，顯氣孔率則增加了3%～5%;烘烤后試樣再經(jīng)1000℃處理后的體積密度基本一致，顯氣孔率基本沒(méi)有變化。

烘烤后可以看出，微波烘烤與電加熱烘烤比較而言，三種澆注料經(jīng)110℃烘烤后的常溫抗折強(qiáng)度、耐壓強(qiáng)度和烘干后再經(jīng)1000℃處理后的抗折強(qiáng)度均降低了10%～25%。微波烘烤強(qiáng)度的降低，包括顯氣孔率的增加，可能是由于微波烘烤時(shí)升溫速度太快，澆注料里的水化物相加熱相變時(shí)產(chǎn)生了較大的蒸氣壓，壓力釋放不及時(shí)澆注料內(nèi)部孕育了微裂紋。同時(shí)烘烤過(guò)程中水化物相脫水時(shí)得到的水分對(duì)澆注料也是一種二次養(yǎng)護(hù)，而快速升溫水化會(huì)進(jìn)一步減少。烘烤后的三種澆注料再經(jīng)1000℃處理后的耐壓強(qiáng)度都基本上沒(méi)有變化。對(duì)澆注料而言，一般都是烘烤后在高溫下使用，雖然常溫處理后的強(qiáng)度(110℃)對(duì)其在搬運(yùn)或者承載壓力方面有所影響，但終決定其好壞的還是高溫性能。因此，采用微波烘烤對(duì)材料的使用性能影響較小。

烘烤后的三種澆注料再經(jīng)1000℃熱處理后的線(xiàn)收縮率顯示，雖然微波烘烤后試樣再經(jīng)1000℃熱處理后的收縮率較電加熱烘烤后的小，但波動(dòng)較小，因此對(duì)澆注料性能的影響很小。

3 結(jié)論

微波烘烤可以大幅降低烘干時(shí)間，因微波特性差異，不同澆注料的烘干時(shí)間略有差異;微波烘烤和電加熱烘烤對(duì)澆注料的常溫物理性能的影響較小。因電加熱烘烤時(shí)間較長(zhǎng)，澆注料的強(qiáng)度和顯氣孔率等性能略好。

市場(chǎng)上各式各樣的高鋁耐火材料種類(lèi)眾多，更是能讓客戶(hù)挑花了眼，產(chǎn)品的多樣性給客戶(hù)帶來(lái)更多的選擇機(jī)會(huì)的同時(shí)，也給用戶(hù)造成了一定的不便，作為耐火材料廠家，榮盛耐材建議用戶(hù)在選購(gòu)過(guò)程中讓企業(yè)出具相關(guān)的證明和質(zhì)量，能夠?qū)嵉乜疾?，?duì)于企業(yè)實(shí)力有更加直觀的認(rèn)識(shí)。