一种高体积稳定的铝硅系超低水泥耐火浇注料，其特征在于：按Ａｎｄｒｅａｓｅｎ公式计算粒度分布系数ｑ值为０．３００－０．３３５，第２分割粒度尺寸筛下料合量值对Ａｎｄｒｅａｓｅｎ公式呈－２～－６％的偏差度，０．７和０．０８８ｍｍ的筛下料合量度值对Ａｎｄｒｅａｓｅｎ公式呈２－８％的偏差度，０．０８８－０．０４４ｍｍ系以莫来石相为主的粉体，其中刚玉相不超过该段粒度的４０％，所述偏差度的计算式为： δ↓［ｉ］＝（ＬｏｇＹ↓［ｉ］－（ＬｏｇＹ）↓［ｉ］↑［＊］）／ＬｏｇＹ↓［ｉ］×１００％ 上式中：ｉ－数据点编号；Ｙ↓［ｉ］－数据点ｉ对应的筛网尺寸Ｘ↓［ｉ］的筛下料合量；ＬｏｇＹ↓［ｉ］－的对数值；（ＬｏｇＹ↓［ｉ］）↑［＊］－（ＬｏｇＸ↓［ｉ］－ＬｏｇＹ↓［ｉ］）双对数图中的一元回归方程关于ＬｏｇＹ↓［ｉ］的计算值。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种振动成形的铝硅系超低水泥耐火浇注料，其特征是采用特殊的粒度集配按Andreasen公式计算粒度分布系数q值为0.300-0.335，第2分割粒度尺寸筛下料合量值对Andreasen公式呈-2～-6％的偏差，0.7和0.088mm的粒度值对Andreasen公式呈2-8％的偏差，0.088-0.044mm粒度的物质系以莫来石为主的粉体。
技术介绍
20余年来，不定形耐火材料得到了很大发展。在发达国家不定形材料的用量已达耐火材料总量的50％左右。低水泥浇注料和超低水泥浇注料是不定形耐火材料家族的主要成员。超低水泥浇注料有优于低水泥浇注料的高温性能，但高温热处理后具有过高的强度，同时发生较大的体积收缩。过高的强度易使材料具有脆性；过大的收缩将会产生体积应力易于使材料开裂、破坏。从而，这使材料的潜力不能得到发挥，浇注料的发展受到制约，窑炉工程的寿命难于进一步得到提高。因此，需要研究产生不利现象的原因，采取针对性措施，解决存在的问题，进而实现耐火材料和窑炉工程的技术进步。
技术实现思路
因含有大量微粉，超低水泥浇注料在很多方面不能缘用传统耐火材料的工艺。通过改变粒度和粉体的矿物组成，超低水泥浇注料的高温过烧结问题可以得到有效控制。问题的分析通常，耐火材料领域称＞1mm的粒子为粗颗粒，1～0.088mm的粒子为细颗粒，＜0.088mm的球磨料为细粉。平均粒径＜8μm的粉体则被统称为微粉。传统耐火材料由粗颗粒、细颗粒和细粉3部分构成。粗颗粒作为骨材对浇注料的密度、体积稳定性、抗侵蚀性和热震稳定性都有很大影响。细颗粒填充在粗颗粒空隙中。细颗粒一方面发挥粗颗粒的作用，进一步提高材料的密度、体积稳定性、抗侵蚀性和热震稳定性。另一方面，细颗粒作为粗颗粒和细粉的过渡物质，可以提高浇注料浆体的粘度，防止粗颗粒和细粉发生分离，使浇注料具有较好的流动性。细粉最重要的作用是高温下能够发挥烧结活性，使材料形成坚固的结合。低水泥和超低水泥浇注料的最主要特征是用微粉取代了部分细粉。微粉具有更小的粒径、更大的比表面积、更好的烧结能力和更强的化学活性。上述耐火浇注料以粗颗粒作骨材；以细颗粒填充粗颗粒的间隙；以细粉填充粗颗粒与细颗粒的间隙；再以微粉填充剩余的空隙。从而，微粉进一步降低了材料的孔隙率，提前发生烧结，解决了传统浇注料中温强度下降的问题，改善了材料的微结构，从而也就使传统浇注料的强度、抗侵蚀性、烧后线变化和荷重软化温度等性能得到提高。讨论颗粒配比，需要提及已知的Andreasen公式y=(xx0)q---1)]]>式1中y-配合料中小于尺寸x的部分；x-筛网尺寸；x0-某一常数，被假设为理论最大粒径；q-粒度系数。由式1，在x-y的双对数图上数据点应成直线发布。许多学者的研究表明q≥0.31时，因存在太多的骨料，不定形材料的流动性很差，只能用捣打的方式成形；q＝0.26时，可以用捣打、振动或自流的方式成形；q＝0.21时，流动性很好，可以用自流或振动的方式成形。人们常常选定几个q值，然后改变现有原料配比，将粒度级配的数据点在x-y双对数图上酬合成满足设计q值的直线，再经实验筛选就算完成研究。Andreasen公式仅有2个常数，但浇注料的粒度组成却至少需要4个独立参数才能控制。因此，除利用该公式之外还需进行更精密的研究。表1显示了4种原料的粒度分析结果表1细粒和普通球磨粉的粒度分布 从表1可知细颗粒主要含有1.25-0.15mm的物质，0.088mm以下的部分很少，对坚固、致密或粗中级破碎时难于粉化的物质这是普遍现象；0.088mm级球磨粉主要含有20微米以下具有烧结活性的部分，0.088-0.044mm部分的含量很少。球磨粉的小于20微米部分在中温不能产生烧结作用，经高温处理将提供附加的强度，增加材料的结构脆性。因此，现有浇注料缺乏以0.088-0.054mm区段附近的颗粒，同时20-10μm部分的颗粒严重过剩。现有浇注料粉体的矿物组成也有问题。由CaO-Al2O3-SiO2三元相图可以推知超低水泥浇注料中的水泥脱水的水化物将优先和化学活性最好的硅灰反应，生成CAS2；CAS2将和剩余硅灰生成熔点为1347℃的暂时性低溶相，使浇注料发生强烈烧结；烧结使材料的烧后强度增加，线变化的绝对值增大，脆性增强；然后，暂时性液相出现，氧化铝溶解，莫来石晶体析出，该液相被逐渐吸收；最后，浇注料的基质达到平衡矿物组成。问题的解决本专利技术的目的在于研究一种高体积稳定性的铝硅系超低水泥耐火浇注料，控制浇注料粒度组成，并提供晶种以加快暂时性低熔物的回吸和莫来石相的结晶，使振动成形超低水泥耐火浇注料具有良好的体积稳定性能。首先，应增大Andreasen公式的q值，引入更多的骨料限制烧结，减少收缩，控制强度增长；其次，在高q值下须保证浇注料具有良好的流动性并减少中温下无烧结活性但高温下有烧结活性的颗粒含量，浇注料的粒度应根据需要适当偏离Andreasen公式增大1#料对2#料的比值，增大浇注料所缺乏的0.088-0.054mm区段附近的粒子含量，并减少0.020-0.010mm的粒子数；最后，使用莫来石粉体作为晶种。1#料和2#料的定义将在后续给出。根据以上原理和多次试验的结果，本专利技术提出振动浇注料的下述工艺参数范围1)振动成形浇注料的Andreasen公式q值＝0.300-0.335；2)第2分割粒度尺寸的筛下料合量值对Andreasen公式呈负偏差，偏差度为-2～-6％，分割粒度的定义在后续给出，偏差度的计算式在实施例1中给出；3)0.7和0.088mm的粒度值对Andreasen公式呈正偏差，偏差度2-8％；4)0.088-0.044mm系以莫来石相为主的材料，刚玉相不超过该粒度段总量的40％。关于第1、第2和第3分割粒度尺寸的定义第1分割粒度尺寸为临界粒度尺寸。临界粒度尺寸为10～8mm时，第2分割粒度尺寸为5mm，第3分割粒度尺寸为1.25mm。临界粒度尺寸为5mm时，第2分割粒度尺寸为3.2mm，第3分割粒度尺寸为1.0mm。关于1#和2#料的定义1#料为粒度尺寸位于第1～第2分割粒度尺寸之间的物料；2#料为粒度尺寸位于第2～第3分割粒度尺寸之间的物料。具体实施例方式实施例1物料配比；8-5mmm 莫来石35％；5-1.25mm莫来石18％；＜0.7mm 莫来石22％；粒度分布峰值位于0.088-0.054mm的莫来石粗粉13％＜0.044mm 刚玉粉3％；氧化铝微粉 4％；硅灰3.3％铝酸钙水泥 1.7％。配合料的粒度分布见表2 表2超低水泥莫来石浇注料粒度分布 表2中的X-筛网尺寸；Y-小于某筛网尺寸的物料总量；LogX，LogY-X和Y的对数值。利用表2中的LogX，LogY可以绘出数据点的分布图，并得到一元回归方程LogY*＝q×LogX+LogX0(见附图1)。该图中的q为0.3253，LogX0为0.6882。从表2和附图1可知第2、3数据点对Andreasen直线呈负偏差，特别是第2点的偏差度达-4.5％；第4、6数据点对Andreasen直线呈正偏差，偏差度分别为4.3％和6.0％。偏差度的计算公式如下δi=(LogYi-(LogY)i*)Log本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曾大凡，王杰曾，曾鲁举，袁林，曹变梅，
申请(专利权)人：北京瑞泰高温材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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