硅微粉---通用耐火原材料
2011-10-10 08:08 来源： 我的钢铁网
硅微粉是一种非晶态氧化硅，通常从碳热还原法生产硅铁和硅的过程中所生成的烟尘经过滤和分级获得。对高质量耐火级硅微粉进行的典型分析结果见下表1。
表1，高质量耐火级硅微粉典型分析（%）
组 份 SiO2 Al2O3 CaO Fe 2O3 MgO Na3O K2O C PH
硅微粉 97.5 0.4 0.2 0.1 0.1 0.1 0.3 0.5 6.0
人们发现，硅微粉的结晶度在0.3%（重量计）以下。硅微粉由平均直径约为0.15微米的球体构成。这些球体是初级聚积物的结构单元，而初级聚积物是一些由材料挤粘结在一起的球体。因此，其有效粒度分布在亚微粒范围内变得相当宽。人们发现，硅微粉的宽粒度分布不仅可提高浇注料的填充效率，还可提高其可施工性能。
含硅微粉氧化铝浇筑料中的反应
当含有硅微粉的铝浇筑料被加热时，结合相中的各种复合物会发生反应，在钙－硅－铝三元系低水泥和超水泥含量的浇筑料中的反应进行了研究。他发现，在含有5%硅微粉和7%水泥的低水泥浇筑料中，在 1200℃ 以下时生成有钙长石，在 1200℃ 以上时只发现有钙长石液体。在含有6%硅微粉和1.5%水泥的超低水泥浇筑料中，在 1300℃ 时发现有莫来石（A3S2）。当硅微粉增量至3%时，没有生成莫来石。舒马赫得出的结论是，生成莫来石，需要有一最低量的硅微粉。
由于在 1300℃ 莫来石的生成使超低水泥浇筑料强度增强，因此，莫来石的生成是超低水泥浇筑料的一个非常重要的特征。若没有莫来石的形成，除钙含量外，低水泥浇筑料和超低水泥浇筑料之间实际上没有什么区别。舒马赫得出这样的结论，即莫来石由液体中长成的针状物而形成，莫来石可在 1300℃ 时通过加入像蓝晶石和红柱石这样的铝酸盐而增加。
最近，有关硅微粉在板状氧化铝系浇筑料中使用情况各个方面的研究（结果）已相继发表，这些论文认集中介绍了水泥含量为1.5-7.5%，硅微粉含量为0-10%的板状氧化铝系浇筑料。流动值和冷态强度测量结果表明，硅微粉加入量在10%以下时均可改进浇筑料的流动性、冷态强度、密度和孔隙率。硅微粉加入量应至少为6%，最好约为8%。上述结果还表明，只要浇筑料中含有足够量的硅微粉。没有迹象表明浇筑料的性能随水泥含量的增加而得到提高，这种结果可能部分地是因为所用的特定水泥的质量不好所致。
对低水泥浇筑料和超低水泥浇筑料的液相进行的扫描式电子显微镜（SEM）分析结果表明，在加热后便产生的液体几乎全部是水泥和硅微粉。莫来石的生成具有降低液体量、改变浇筑料组份的作用。莫来石生成停止以后，（浇筑料中）仍然存有一些液体。如上所述，这就是为什么需要有最低量的硅微粉来生成莫来石，使强度增高的原因。相对扫描电子显微镜“间接”测量结果而言，X射线（XRD）分析结果也表明这样一种可能性，即至少在 1400℃ ，有一定量的硅微粉未反应生成莫来石或液体，这可能是由于漫射或其它障碍所致。
含硅微粉浇筑料组份范例
下面给出的是含硅微粉浇筑料的两个范例，这两个范例是现今使用硅微粉的最重要的浇筑料种类，即低水泥浇筑料和超低水泥浇筑料。第一组配方为低水泥浇筑料，第二组为有莫来石生成的超低水泥浇筑料的一个配方。
表2，典型的低水泥和超低水泥浇筑料配方单位为重量百分比。
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组份
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低水泥
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高水泥
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埃肯硅微粉9.71
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6
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10
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水泥
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6（CA-14）
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15（CA-25）
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活性氧化铝
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10
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17
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蓝晶石，-200目（7411）
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10
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集料
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中国矾士（4 -1mm ）
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34
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电熔刚玉（4 -1mm ）
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26
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中国矾士（0 -1mm ）
|
34
|
|
|
电熔刚玉（0 -1mm ）
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45.5
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填加剂
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Calgon
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0.2
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0.05
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水（%）
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5
|
4
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流动值（%）
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90
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106
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密度（g/ 1cm 3）
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2.83
|
3.11
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热态抗折强度（Mpa）
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17.5
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7.5
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冷态强度（Mpa）
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144
|
69
|
|
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密度（g/ 1cm 3）
|
2.8
|
3.1
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热态抗折强度（Mpa）
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18.9
|
12.3
|
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冷态强度（Mpa）
|
160
|
80
|
|
|
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密度（g/ 1cm 3）
|
2.81
|
3.11
|
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热态抗折强度（Mpa）
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29.0
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31.6
|
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冷态强度（Mpa）
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225
|
196
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上表2中所列的流动值是这样测量的，即将新混好的浇筑料充入置于振动台上的一个漏斗中（ASTMC230流动性能检测），然后除去漏斗，以 0.75mm 的双倍振幅振动浇筑料15秒钟。流动值表示浇筑料直径增大的百分比（%）。数值在50以上者一般被视为适于浇灌筑。热态抗折强度和冷态强度是在对 110℃ 干燥24小时，在 600℃ 或 1000℃ 煅烧12小时后制成的试件进行测量得出的。至于这些浇筑料的耐火性能，低水泥浇筑可在温度高达1400 -1500℃ 条件下使用，而超低水泥浇筑料可在高达 1800℃ 温度条件下使用。
编辑：刘慧慧 电话：021-26093235
