焙烧温度对耐磨钢纤维浇注料性能的影响_课程设计论文(编辑修改稿)

焙烧温度对耐磨钢纤维浇注料性能的影响_课程设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

炉时产生的温度梯度变化所产生的应力而导致炉墙破坏，同时，由于钢纤维的加入，使材料浇注后炉墙整体强度大大增强。 在 CFB锅炉中，常用于炉膛出口及侧墙、顶部、旋风分离器直段、旋风分离器顶、返料器等部位。 该系列产品使用性能稳定可靠，被广泛用于钢铁、冶金、化工、建材等行业。 钢纤维耐磨耐火浇注料 具有强度高、韧性好、热震稳定性好，抗剥落和耐磨性强的特点。 广泛使用于水泥回转窑窑口、冷却机、喷煤管、分解炉、预热器等部位。 钢纤维的增强的原理 钢纤维加入到耐火浇注料中概括讲有增强、增韧和抗裂 3 方面的效果 ,从纤维增强材料的复合定则考虑钢纤维的弹性模量比耐火料要高 ,因此 ,钢纤维上所承受的应力比基体的大。 与素耐火料相比 ,在同一外力作用下 ,实际上钢纤维耐火料 中 ,由于钢纤维承受了较大应力部分 ,使得基体耐火料所承 受的应力减小 ,所以前者要达到素耐火料那样相同的初裂变形所需的外载 ,当然要比素耐火料时的值大 ,亦即提高了初裂强度。 此外 ,从纤维间距离理论考虑 ,面强度可由水硬结合保证 ,热面强度则 由高温陶瓷结合获得。 而耐火料在 7 6 0 ~ 9 8 0 ℃间 ,水硬结合被破坏 ,高温陶瓷结合又末形成 ,故在这一中温区 ,实际是一强度薄弱区 ,最易脆断。 但耐火料加入钢纤维后 ,则使这一薄弱区的强度提高 ,抗裂性能增加 ,从而使耐火料的寿命延长。 在外力载实验研究表明，在浇注料中加入合适的钢纤维可以延长其使用寿命，其基本原因是，钢纤维能阻止耐火内 衬因剧烈机械冲击和热冲击而造成裂纹扩展和剥落的产生。 虽然在耐火浇注材料中添加钢纤维会增加耐火材料成本，但选择合适的耐火材料比成本更重要，添加钢纤维有助于提高内衬材料的抗折强度，使其从突然损坏到缓慢损坏，因为钢纤维有助于长时间把耐火材料中的裂纹两面拉在一起。 钢纤维浇注料根据材质可分为刚玉质、高铝质、粘土质、刚玉莫来石等，钢纤维的加入主要是为了增强浇注料本身的强度。 钢纤维在其中起到相互牵拉的作用，试浇筑部位有效成为一体，从而增强其各项性能。 第 8 页 钢纤维耐磨浇注料的性能 钢纤维耐磨浇注料 采用特级铝矾土熟料作 骨料，以优质矾土熟料及刚玉细粉作基质，以超微粉等多种复合材料为结合剂和添加剂，外加不锈钢耐热纤维配制而成。 该产品除具有常规的高温耐磨损性能外，因在其配料中加入了一定数量的耐热不锈钢纤维，防止了材料中骨料与基质在高温状态下产生的涨差，以及在启停炉时产生的温度梯度变化所产生的应力而导致炉墙破坏，同时，由于钢纤维的加入，使材 具有强度高、韧性好、热震稳定性好，抗剥落和耐磨性强的特点。 广泛使用于水泥回转窑窑口、冷却机、喷煤管、分解炉、预热器等部位。 他 以耐火骨料、粉料、结合剂、外加剂和钢纤维 (可用耐热不锈钢纤维，含量 一般为 %~%)配制成的耐火浇注料。 具有强度大、耐磨性和抗热震性强等特点。 浇注料的试验研究表明 ,加有钢纤维的浇注料与素耐火浇注料相比 ,抗冲击能提高 4~ 6 倍。 抗热震性能提高一倍左右。 影响耐磨钢纤维浇注料性能的主要因素 (1).状和外观 (钢纤维从浇注料 中脱粘拔出是钢纤维增强耐火浇注料破坏的一种 主要形式 ,如 钢纤维是圆形截面 ,则浇注料受力时钢纤维很 易从耐火基体中拔 出 ,增强效果就不好。 为提高钢纤维与耐火材料基体之 间的接触摩擦 力 ,纤维表面应粗糙使接触表面变大 ,因此 .纤维 的截面应选 用锯齿形 、波浪形 ,端头成弯钩状 ,这样能起到较好的增强效果。 (2). 长径比 (钢纤维的长度与直径之 比 ,直接影 响增强效果。 长径 比大于1 0 0,则钢纤维细长 ,在搅拌时易积聚成团 ,不但影 响施工 ,而且纤维分布严重不均 ,反而对浇注料起到弱化作用 ,若 长径 比小于 5 0 则起 不到 明显 的增强效果。 从实验表 明 ,较合适的钢纤维长度 为 2 0~ 3 5 m m 直径为 04 ~ 06 m m 即长径 比在 5 0 ~ 7 5 之 l 司。 (3 ) 纤维体积占有率 钢纤维增强耐火浇注 料的强度与韧性 ,都随钢纤维的体积含量增 加而增加 ,但含量太高 ,不利于施工 ,亦不经济 ,一般 钢纤维重量含量为 2 % ~ 5 %。 ( 4 )钢纤维的合金成份 钢纤维的合金成份对增强浇注料增强效果产生直接影 响 ,因此 ,必须 根据 与使 用温度、热循环工作条件以 及腐蚀气氛等 因素选用相适应的钢纤维成份。 （ 5）温度 焙烧温度主要通过对催化剂性能的影响从而对耐磨钢纤维浇注料性能产生影响。 在浇注料配方一定的情况下 , 氧化铝水泥质量波动对凝固时间的影响远小于施工温度的变化对凝固时间的影响 , 但随着季节 的变化 , 环境施工温度是难以人为控制的。 因此 , 在不同季节添加不同外加剂 , 即在夏季温度较高时掺加适量缓凝剂 , 以延缓凝固 , 满足施工要求 , 而在冬季时掺加适量促凝剂 , 加速固化缩短生产周期 , 提高早期强度 ,满足现场生产需要究了施工 第 9 页 温度对浇注料性能的影响 , 当浇注料配方一定的条件下 , 影响浇注料凝固时间的诸因素中 , 温度是主要因素 , 应根据施工的环境温度 , 采用适宜的外加剂(缓凝剂或促凝剂 ) , 能有效地控制浇注料的凝固时间。 特级矾土 铝矾土（ aluminous soil； bauxite）又称矾土或铝土矿，主要成分是 氧化铝 ，系含有杂质的水合氧化铝，是一种土状 矿物。 白色或灰白色，因含铁而呈褐黄或浅红色。 密 度 ～ 4g/cm3， 硬度 1～ 3，不透明，质脆。 极难熔化。 不溶于水，能溶于 硫酸 、氢氧化钠溶液。 主要用于炼铝，制 耐火材料。 （ 1） 主要成分 矾土矿学名铝土矿、铝矾土。 其组成成分异常复杂，是多种 地质 来源极不相同的含水氧化铝 矿石 的总称。 如 一水软铝石 、 一水硬铝石 和 三水铝石(Al2O3178。 3H2O ）；有的是水铝石和 高岭石 （ 2SiO2178。 Al2O3178。 2H2O ）相伴构成；有的以高岭石 为主，且随着高岭石含量的增高，构成为一般的 铝土岩 或高岭石质粘土。 铝土矿一般是 化学风化 或外生作用形成的，很少有纯 矿物 ，总是含有一些杂质矿物，或多或少含有 粘土矿物 、铁矿物、钛矿物及碎屑 重矿物 等等。 铝土矿的定义名称还不够统一，这与各个国家的资源情况及 工业需求有关。 各个时期名称也不一致，但基本上大同小异。 在中国一般认为： “ 铝土矿系指矿石之含铝量较高（ 40%以上），铝硅比值大于 者 (A/S≥ ），其小于此数值者则称为 粘土矿 或铝土页岩或 铝质岩 ”。 在中国已探明的铝土矿储量中，一水铝石型铝土矿占 全国总储量的 98%左右。 （ 2） 产地分布 目前，已知赋存铝土矿的国家有 49 个。 中国有丰富的铝矾土资源，约 37亿吨，居世界前列，与 几内亚 、 澳大利亚 、 巴西 同属世界铝矾土资源大国。 但生产供耐火材料用的 高铝矾土 的国家只有 圭亚那 和中国，其他国家的铝矾土含铁量高，多用于炼铝和研磨材料。 中国铝土矿资源比较丰富，在全国 18 个省、 自治区 、 直辖市 已查明铝土矿产地205 处，其中大型产地 72 处（不包括 台湾 ）。 主要分布在 山西 、山东、 河北 、河南、 贵州 、四川、 广西 、辽宁、 湖南 等地。 （ 3） 产品用途 a炼铝工业。 用于 国防 、 航空 、 汽车 、 电器 、 化工 、日常生活用品等。 b精密铸造。 矾土 熟料 加工成细粉做成铸模后 精铸。 用于 军工 、 航天 、 通讯 、仪表 、 机械 及 医疗器械 部门。 c 用于耐火制品。 高铝矾土熟料 耐火度 高达 1780℃ ， 化学稳定性 强、物理 第 10 页 性能良好。 d硅酸铝耐火纤维。 具有重量轻，耐高温，热稳定性好，导热率低，热容小和耐机械震动等优点。 用于钢铁、有色冶金、电子、 石油 、化工、 宇航 、 原子能 、国防等多种 工业。 它是把高铝熟料放进 融化温度约为 2020～ 2200℃ 的高温电弧炉 中，经高温熔化、高压高速空气或蒸汽喷吹、冷却，就成了洁白的 “ 棉花 ” —— 硅酸铝耐火纤维。 它可压成纤维毯、板或织成布代替冶炼、化工、 玻璃 等工业高温 窑炉 内衬的 耐火砖。 消防人员可用 耐火纤维布 做成衣服。 e以 镁 砂 和矾土熟料为原料，加入适当 结合剂 ，用于浇注 盛钢桶 整体桶衬效果甚佳。 f制造矾土水泥，研磨材料， 陶瓷 工业以及 化学工业 可制铝的各种化合物。 （ 4） 耐火材料用铝矾土数量的技术条件 表 1 耐火材料用铝矾土数量的技术条件 等级 化学成分 耐火度 体积密度 Al2O3 cao Fe2O3 特级 85 1790 一级 80 1790 二级甲 70～ 80 1790 二级乙 60～ 70 1770 三级 50～ 60 1770 高铝水泥 高铝水泥是以铝酸钙为主要矿物组成的水泥 ,也称矾土水泥。 高铝水泥的水化产物中不含有氢氧化钙，在高温下，水泥仍能保持较高的强度 ,用它制作的混凝土经 900176。 C 和 1300176。 C 热处理后的残余强度，分别为原有强度的 70％和 50％左右。 它是以石灰石和矾土为原料配制成生料，经高温熔融或烧结成以铝酸钙为主要矿物组成的熟料，再经磨细而成。 矾土含铁量较低的，可采用回转窑烧结法生产；矾土含铁量高 的，则采用电炉、高炉或反射炉熔融法生产。 因此，高铝水泥多用来制作耐火胶泥和耐热混凝土，广泛用于各种工业窑炉。 此外，高铝水泥与 石膏 按一定比例配合。