目前加熱爐、均熱爐、點(diǎn)火爐等爐襯所用的耐火材料多為低水泥高鋁澆注料,水泥結合高鋁澆注料施工時(shí)一般需要2天左右的養護期、拆模時(shí)間和一周以上的烘烤時(shí)間。使用該材料時(shí),由于水泥中CaO的引入,在高溫下與材料中的Al2O3、SiO2反應,形成鈣鋁長(cháng)石等低熔點(diǎn)材料,導致材料軟化溫度降低,抗熱震性變差,從而縮短爐襯使用壽命。
當選用硅溶膠作為結合劑時(shí),由于硅溶膠是一種納米氧化硅膠體,比表面積大、吸附性較強,并且在水中發(fā)生電離作用,使膠粒帶有相同的負電荷,顆粒間產(chǎn)生排斥作用,這一特性使采用硅溶膠為結合劑的澆注料具有優(yōu)良的流動(dòng)性能。熱處理后,膠體粒子以化學(xué)鍵Si-O-Si結合,形成穩定的空間網(wǎng)絡(luò )結構。同時(shí),硅溶膠覆蓋在固體顆粒表面,能形成牢固的硅膠薄膜,提高材料的黏結、固化和結合強度。因此,以硅溶膠為結合劑的澆注料在中、低溫時(shí)都具有較高的結合強度,滿(mǎn)足了工業(yè)爐襯施工要求。在高溫下,材料內部形成陶瓷結合,硅溶膠與Al2O3反應,產(chǎn)生較高的結合強度,并且由于針狀和柱狀的莫來(lái)石結晶交錯分布,形成相互交織的網(wǎng)狀結構,提高了澆注料的強度、韌性和抗熱震穩定性能。
硅溶膠結合的剛玉—莫來(lái)石澆注料從2010年初開(kāi)始在國內數座大型鋼廠(chǎng)加熱爐上使用,取得了比以往使用純鋁酸鹽水泥結合澆注料更好的施工效果和使用效果。2010年初,在某廠(chǎng)加熱爐施工時(shí),爐內溫度偏低,施工的爐墻厚度超過(guò)300mm,爐頂厚度超過(guò)400mm。按經(jīng)驗,這樣的條件至少要養護48小時(shí)才可以拆除模具,但因為使用硅溶膠結合澆注料,施工后強度提升較快, 僅養護12小時(shí)就拆模,拆模后立即實(shí)行煤氣烘爐。整個(gè)施工與烘烤過(guò)程比原來(lái)的時(shí)間縮短一半,澆注料使用正常,目前加熱爐還在使用中。硅溶膠結合的剛玉莫來(lái)石澆注料還用于鋼包永久層工作襯,在某大型鋼廠(chǎng)300噸鋼包上,硅溶膠結合剛玉莫來(lái)石澆注料的使用壽命超過(guò)1500爐,比原來(lái)水泥結合澆注料1000爐的使用壽命延長(cháng)了50%。這主要是由于硅溶膠結合的剛玉莫來(lái)石澆注料具有良好的物理性能和高溫性能,其使用壽命必定會(huì )超越目前常規水泥結合的澆注料爐襯的壽命。