耐火浇注料结合体系的优化与研究进展

doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2021.06.018

耐火材料 ›› 2021, Vol. 55 ›› Issue (6): 539-544.DOI: 10.3969/j.issn.1001-1935.2021.06.018

耐火浇注料结合体系的优化与研究进展

张艳利¹⁾(), 汪涤²⁾, 李莹²⁾, 贾全利³⁾

1)中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司　河南洛阳 471039
2)河南建筑材料研究设计院有限责任公司　河南郑州 450002
3)郑州大学高温材料研究所　河南郑州 450052

收稿日期:2020-12-15 出版日期:2021-12-15 发布日期:2021-12-10
作者简介:张艳利:女,1982年生,硕士,高级工程师。E-mail: smile8200@163.com

Optimization and research progress on bonding systems of refractory castables

Zhang Yanli¹⁾(), Wang Di²⁾, Li Ying²⁾, Jia Quanli³⁾

1) Sinosteel Luoyang Institute of Refractories Research Co.,Ltd.,Luoyang 471039,Henan,China

Received:2020-12-15 Online:2021-12-15 Published:2021-12-10

摘要/Abstract

摘要：

介绍了耐火浇注料结合体系及结合方式的主要类型,详细阐述了水泥结合体系中新型水泥的研究进展,论述了非水泥结合体系中溶胶(凝胶)、水合氧化铝、镁质结合剂、磷酸盐(磷酸)、可替代水泥的其他结合剂以及新型外加剂的性能特点与应用进展。指出新型水泥具有良好的应用效果,但新型水泥存在成本高的问题;非水泥结合剂存在施工难的问题,但易于烘烤,适用于喷补料、预制件;新型外加剂大幅改善了耐火浇注料的施工性能,具有广阔的应用前景。

关键词: 耐火浇注料, 结合体系, 新型外加剂

Abstract:

The classification of bonding systems and bonding modes of refractory castables was introduced.The research progress on new-type cements of the cement bonding system was expounded in detail.The characteristics and the application progress of sol (gel),hydration alumina,magnesia binders,phosphate (phosphoric acid),other binders that can replace cement,and new additives were illuminated.It was pointed out that the new-type cement has good application effect,but it is of high cost.The non-cement bonded castables are not easy to construct,but they are easy to bake,which is suitable for gunning mixes and precast products.The new additives greatly improve the placing performance of castables and have a broad application prospect.

Key words: refractory castables, bonding systems, new-type additives

中图分类号:

TQ175

张艳利, 汪涤, 李莹, 贾全利. 耐火浇注料结合体系的优化与研究进展[J]. 耐火材料, 2021, 55(6): 539-544.

Zhang Yanli, Wang Di, Li Ying, Jia Quanli. Optimization and research progress on bonding systems of refractory castables[J]. Refractories, 2021, 55(6): 539-544.

参考文献 60

[1]	ZHOU N S, LI Z G, ZHANG S H, et al. Bonding modes and development in bonding system of monolithic refractories [C]//Proc of the 3^rd IWTDR,Luoyang,China, 2000:21-42.
[2]	李再耕. 不定形耐火材料技术发展动态[J]. 耐火材料, 1997, 31(2):98-102.
[3]	周宁生, 胡书禾, 张三华. 不定形耐火材料发展的新动态[J]. 耐火材料, 2004, 38(3):196-203.
[4]	李远兵. 非水泥结合体系在不定形耐火材料中的作用机理及应用进展[C]//2019年全国耐火原料学术交流会论文集,天津, 2019:8-15.
[5]	张宇, 叶方保, 张晔, 等. Al₂O₃微粉及Alphabond加入量对无水泥刚玉质浇注料性能的影响[J]. 耐火材料, 2007, 41(4):249-251.
[6]	KREUELS N, OSTRANDER D, SCHAFFHAUSER H. Improving castables with recycled aggregates through an optimized mono-calcium binder[C]//Proc of UNITECR’15,Vienna,Austria, 2015:1-4.
[7]	MIKANOVIC I, OSTRANDER D, KREUELS N. An innovative monocalciumaluminate binder for refractory castables[C]//Proc of the 59^th ICR,Aachen,Germany, 2014:12-16.
[8]	臧云飞, 丁冬海, 肖国庆, 等. 催化合成铝酸钙/碳纳米管水泥(CNTs/CAC)及其对Al₂O₃-SiC-C浇注料性能的影响[C]//第十七届全国耐火材料青年学术报告会论文集,洛阳, 2020:1-12.
[9]	宋雅楠, 赵义, 帅航, 等. 耐火浇注料用高温结合剂的特点及应用对比[C]//第十五届全国不定形耐火材料学术会议论文集,柳州, 2019:1-5.
[10]	刘学新, 李文. Al₂O₃-MgO质浇注料用结合系统的水化性能[J]. 耐火材料, 2015, 49(增刊2):229-231.
[11]	李仕祺, 李远兵, 魏昊, 等. 活性氧化铝微粉种类对钢包用 ρ-Al₂O₃ 结合Al₂O₃-MgO浇注料性能的影响[J]. 耐火材料, 2020, 54(5):399-403+408.
[12]	GIOVANNELLI-MAIZO I D, LUZ A P, PANDOLFELLI V C. Advanced boron-containing refractory castables bonded with calcium-free binders[J]. Ceram Int, 2019, 45(7):8774-8782. DOI URL
[13]	WÖHRMEYER C, AUVRAY J M, ZETTERSTRÖM C. Dry out of dense refractory castables via use of permeability enhancing active compound[C]//Proc of the 59^th ICR,Aachen,Germany, 2016:40-44.
[14]	BEZERRA B P, LUZ A P, PANDOLFELLI V C. Novel drying additives and their evaluation for self-flowing refractory castables[J]. Ceram Int, 2020, 46(3):3209-3217. DOI URL
[15]	张意, 黄凯, 郑华, 等. 刚玉-尖晶石质浇注料泌水问题研究[C]//2017年全国耐火原料学术交流会论文集,绍兴, 2017:1-5.
[16]	彭红, BJØRN M.硅微粉凝胶结合无水泥浇注料的高温性能和抗爆裂性能研究[C]//第十四届全国不定形耐火材料学术会议论文集,贵阳, 2017:1-7.
[17]	李红霞. 耐火材料手册[M]. 北京: 冶金工业出版社, 2007:222-225.
[18]	李亚伟. 钢铁冶金用耐火材料新技术[C]//2018武汉耐火材料学术年会论文集,武汉, 2018:13-16.
[19]	曹仁锋. 一种新的用于半干法喷涂和涂抹施工的结合剂[C]//第十七届全国耐火材料青年学术报告会论文集,洛阳, 2020:5-10.
[20]	郜剑英, 陈峰, 张子翼, 等. CMA72水泥特性及其在钢包体系的应用[C]//2017年全国耐火原料学术交流会论文集,绍兴, 2017:1-14.
[21]	侯星, 肖国庆, 丁冬海, 等. 炭黑/铝酸钙水泥结合刚玉质浇注料的性能研究[C]//2019年全国耐火原料学术交流会论文集,天津, 2019:1-6.
[22]	TSUNEYUKI I, YOSHIHISA M, DAISUKE T. Cement free castable with high hot modulus of rupture for blast furnace[J]. Shinagawa Techn Rep, 2020, 63:54-58.
[23]	罗志勇, 刘开琪, 刘永锋, 等. 中间包永久衬用MgO-SiO₂-H₂O结合矾土基浇注料的研制[J]. 耐火材料, 2010, 44(4):288-291.
[24]	徐勇, 邹国荣, 赵贵, 等. 转炉出钢口镁质修补料的研制与应用[J]. 耐火材料, 2018, 52(1):44-47+51.
[25]	余兴国, 石书冰, 王波, 等. 刚玉种类对MgO-SiO₂-H₂O结合的铝镁浇注料性能的影响[J]. 耐火材料, 2015, 49(增刊2):240-243.
[26]	徐勇, 邹国荣, 刘星, 等. 环保型快速烧结转炉大面修补料的研制及应用[J]. 耐火材料, 2017, 51(4):300-302.
[27]	PENG H, BJØRN M. Comparison of setting behaviour and mechanical properties of various silica-bonded no-cement castables[J]. China Refract, 2017, 26(1):8-12.
[28]	彭云涛, 谢大勇, 熊继全. 硅溶胶结合浇注料的特性及工业应用[J]. 硅酸盐通报, 2013, 32(5):978-981+986.
[29]	贾宇龙. 铝溶胶的制备及结构性能[D]. 武汉:武汉理工大学, 2012.
[30]	侯庆冬, 罗旭东, 谢志鹏, 等. 莫来石溶胶添加量对刚玉质浇注料性能的影响[J]. 机械工程材料, 2018, 42(6):83-86.
[31]	MUKHOPADHYAY S, GHOSH S, MAHAPATRA M K, et al. Easy-to-use mullite and spinel sols as bonding agents in a high-alumina based ultra low cement castable[J]. Ceram Int, 2002, 28(7):719-729. DOI URL
[32]	ILER R K. The chemistry of silica.Solubility,polymerization,colloid and surface properties and biochemistry[M]. New York:John Wiley, 1979: 866.
[33]	WEBB-JANICH M, MARTIN U, BERNARD M. Silica sol and phosphate based additives for cement free Al₂O₃-MgO refractory castables[C]//Proc of the 59^th ICR,Aachen,Germany, 2017:98-103.
[34]	阮国智, 张智慧, 欧阳军华. 氧化铝微粉对硅溶胶结合刚玉质热态修补料性能的影响[J]. 宝钢技术, 2018(5):50-53+59.
[35]	FUNAKOSHI R, OBA Y. Application of silica-sol for trough castables containing spinel[C]//Proc of UNITECR’19,Yokohama,Japan, 2019:573-576.
[36]	HOSSAIN SK S, ROY P K. Waste rice husk ash derived sol:a potential binder in high alumina refractory castables as a replacement of hydraulic binder[J]. J Alloy Comp, 2020, 817:1-12.
[37]	戴长浩, 张雨, 李亚伟, 等. 赛克-Z结合Al₂O₃-SiC-C质铁沟浇注料的性能[C]//2019年全国耐火原料学术交流会论文集,天津, 2019:1-5.
[38]	肖家志, 石干, 梁亚丽. 耐火浇注料用非水泥结合剂的研究[J]. 耐火材料, 2019, 53(1):38-42.
[39]	曹凤玲, 严培忠, 陈臻, 等. 高强度铝凝胶粉在回收刚玉预制件中的运用研究[C]//第十五届全国不定形耐火材料学术会议论文集,柳州, 2019:1-4.
[40]	李友胜, 胡蔚, 李楠. 铝硅凝胶粉结合Al₂O₃-MgO质浇注料的性能研究[J]. 武汉科技大学学报(自然科学版), 2008, 31(3):291-293.
[41]	李艳华, 韩兵强, 贺恒星, 等. LF渣和ρ-Al₂O₃结合铝镁质浇注料的相互作用[J]. 耐火材料, 2014, 48(5):359-364.
[42]	刘永杰, 孙杰, 曹伟. ρ-Al₂O₃水化动力学的研究[J]. 硅酸盐学报, 1998, 26(6):782-786.
[43]	刘明杨, 李娜, 周文英, 等. 干燥时间对ρ-Al₂O₃结合浇注料性能的影响[C]//第十七届全国耐火材料青年学术报告会论文集,洛阳, 2020:1-6.
[44]	郭柳, 陈留刚, 丁达飞, 等. 不同水合氧化铝在40 ℃下水化行为的研究[J]. 耐火材料, 2020, 54(4):287-291.
[45]	BRAULIO M A L, BITTENCOURT L R M, PANDOLFELLI V C. Selection of binders for in situ spinel refractory castables[J]. J Eur Ceram Soc, 2009, 29(13):2727-2735. DOI URL
[46]	SALOMAO R, PANDOLFELLI V C. The role of hydraulic binders on magnesia containing refractory castables:calcium aluminate cement and hydratable alumina[J]. Ceram Int, 2009, 35(8):3117-3124. DOI URL
[47]	段晓东, 叶恩东, 吴永涛. 结合剂对刚玉-MgO浇注料性能的影响[J]. 耐火材料, 2006, 40(5):372-375.
[48]	姚金甫, 田守信, 姚长江, 等. ρ-Al₂O₃结合铁沟浇注料的试验研究[J]. 耐火材料, 2008, 42(2):139-141.
[49]	彭红, BJØRN M. MgO-SiO₂-H₂O结合的无水泥镁质自流浇注料的研究[J]. 耐火材料, 2015, 49(增刊3):491-494.
[50]	LI Z H, XU Y D, LIU H, et al. Effect of the MgO/silica fume ratio on the reaction process of the MgO-SiO₂-H₂O system[J]. Materials, 2019, 12(1):80-91. DOI URL
[51]	LI Z H, XU Y D, ZHANG T S, et al. Effect of MgO calcination temperature on the reaction products and kinetics of MgO-SiO₂-H₂O system[J]. J Am Ceram Soc, 2019, 102(6):3269-3285. DOI URL
[52]	WÖHRMEYER C, LACOUE F, THOMAS L, et al .Assessment of a new magnesia-based binder concept for refractory castables[C]//Proc of UNITECR’19,Yokohama,Japan, 2019:65-68.
[53]	LUZ A P, CONSONI L B, PAGLIOSA C, et al. MgO fumes as a potential binder for in situ spinel containing refractory castables[J]. Ceram Int, 2018, 44(13):15453-15463. DOI URL
[54]	FINI D S, MIGUEL V C, PINTO V S, et al. Aluminum lactate role in improving hydration and drying behavior of MgO-bonded refractory castables[J]. Ceram Int, 2020, 46(10):17093-17102. DOI URL
[55]	侯庆冬, 罗旭东, 谢志鹏, 等. 镁橄榄石前驱体溶胶结合电熔镁砂基耐火材料基质的烧结性能[J]. 耐火材料, 2018, 52(6):426-429.
[56]	LUZ A P, GOMES D T, PANDOLFELLI V C. High-alumina phosphate-bonded refractory castables:Al(OH)₃ sources and their effects[J]. Ceram Int, 2015, 41(7):9041-9050. DOI URL
[57]	LUZ A P, LOPES S J S, GOMES D T, et al. High-alumina chemically-bonded refractory castables containing liquid or powdered binders[C]//Proc of UNITECR’17,Santiago,Chile, 2017:193-196.
[58]	LUZ A P, CONSONI L B, PAGLIOSA C, et al. Earlier sintering of high-alumina refractory castables by using alternative calcium sources[C]//Proc of UNITECR’19,Yokohama,Japan, 2019:468-471.
[59]	郜剑英. 新型耐火原料的开发及其应用研究[C]//2019年全国耐火原料学术交流会论文集,天津, 2019:29-30.
[60]	曹仁锋. 新型矿物基“全天候”高效减水剂REFPAC500及其工作机理[C]//2018武汉耐火材料学术年会论文集,武汉, 2018:5-17.

耐火浇注料结合体系的优化与研究进展

Optimization and research progress on bonding systems of refractory castables

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献 60

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	王永新, 高亚博, 方要华, 李亚格, 黄仲, 张海军. 耐火浇注料用SiO₂、Al₂O₃和MgO微粉结合剂研究进展[J]. 耐火材料, 2024, 58(2): 167-173.
[2]	尹鑫, 刘正龙, 丁军, 余超, 邓承继, 祝洪喜. Al₂O₃-C滑板结合体系的研究进展[J]. 耐火材料, 2021, 55(5): 385-389.
[3]	石会营, 王佳平, 吴吉光, 黄志刚, 秦红彬. 碳化硅浇注料抗高温水蒸气氧化性能研究[J]. 耐火材料, 2021, 55(4): 291-295.
[4]	杨守磊, 丁冬海, 肖国庆. 含碳耐火浇注料的研究现状[J]. 耐火材料, 2021, 55(3): 251-257.
[5]	杨旭静,王战民,曹喜营,刘巍,陈建军. 致密耐火浇注料抗爆裂性评价方法的研究[J]. , 2018, 52(2): 99-103.
[6]	于仁红,周喜文,刘鹏程,任梦璐. 结合系统对刚玉基浇注料常温断裂行为的影响[J]. , 2017, 51(6): 408-413.
[7]	蒋福军,李汇,吴秀荣,蓝涛涛. 轻质耐火浇注料在干熄焦炉配套焦罐内衬上的应用[J]. , 2017, 51(1): 63-64.
[8]	刘岩,王战民,曹喜营,赵瑾,鲁志强. 致密耐火浇注料单面加热过程内部应力的研究[J]. , 2016, 50(1): 16-19.
[9]	柴军福,王守业,曹喜营 ,陈风毅 ,王佳 . 莫来石纤维加入量对刚玉质耐火浇注料性能的影响[J]. , 2015, 49(6): 438-441.
[10]	郝建璋,曾冠武,文胜艳. 利用钒铁冶炼贫渣开发耐火浇注料试验研究[J]. , 2015, 49(3): 217-219.
[11]	赵瑾,王战民,曹喜营. 耐火浇注料透气性研究现状[J]. , 2014, 48(2): 149-154.
[12]	丁钰刘开琪王秉军刘永锋赵宏伟. 颗粒级配和结合体系对弥散式透气砖性能的影响[J]. , 2013, 47(1): 39-42.
[13]	张路宁1）,何胜平2）. 铝合金熔化炉熔池内衬刚玉瘤成因及对策[J]. , 2011, 45(6): 446-0.
[14]	郝建璋. 钒铁渣耐火浇注料的研制与应用[J]. , 2011, 45(6): 433-0.
[15]	陈肇友柴俊兰. 六铝酸钙材料及其在铝工业炉中的应用[J]. , 2011, 45(2): 122-0.