• 無水泥澆注料在熔鋁爐之應用

    無水泥澆注料在熔鋁爐之應用

    添加時間:2017-05-19 00:16:32

    隨著低水泥澆注料與不沾鋁添加劑之發展,越來越多的熔鋁爐及保溫爐爐襯采用不定型澆注料并且明顯地改善了爐襯之耐蝕性能與不積渣性能。由于金屬鋁液的低粘度與高活性,目前所設計的低水泥澆注料的氣孔孔徑都很小,以防止鋁液滲入耐材爐襯中。這種澆注料透氣率較低,易爆炸;烘烤需要花費較長的時間;材料烘烤后的殘余水份在使用過程中會增加鋁湯中的[H]含量,導致澆鑄件中產生缺陷。

     

    為解決水泥澆注料現有的問題,凱得力耐火集團公司針對鋁合金行業研發出一種新型無水泥澆注料,不但擁有與低水泥澆注料相當的性能,而且可以快速且安全烘烤,減少約50%的時間;減少鋁湯增氫現象,提高鋁湯質量。 

     

    1. 自由水/結合水之比及烘烤速率比較

    低水泥澆注料的鍵結是由水泥水合反應產生,材料中的毛細管被水合物填充,水合反應將自由水轉變成水合物中的結晶水,因而低水泥澆注料中自由水比例較低。無水泥澆注料的鍵結是由不同超微高純礦物粉遇水后相互間的表面反應形成,毛細管中仍然被自由水填充;這種結合鍵不是水合鍵,也不是有機化合鍵,不會形成結晶水合物,因而無水泥澆注料中自由水比例較高。  

    表1 自由水與結合水含量(%)


    從結果可以看出,無水泥結合試樣中結合水比例低于低水泥試樣,大部分水于20-110℃散逸,而且在110-400℃這個關鍵溫度區域,散逸的水份也比低水泥試樣少。

      

    2.內部蒸汽壓量測 

    我們采用內部蒸汽壓量測法測量了烘烤過程中無水泥和中水泥澆注料內部的蒸汽壓。試樣尺寸為30×30×12(厚)cm,采用輻射單向加熱,保證熱面溫度為600℃,測量材料不同深度的溫度和壓力,裝置如圖1所示。

    圖1內部蒸汽壓量測裝置 


    兩個預制塊的制備條件相同,以110℃/min的速率將預制塊熱面從室溫加熱到600℃后保持恒溫。圖5為測量結果,結果為相對壓力,等于絕對壓力與大氣壓之和。中水泥澆注料內最大蒸汽壓為20.6bars(60mm/217℃),無水泥澆注料的最大蒸汽壓為6.8bars(60mm/170℃)。
    110-400℃間無水泥澆注料和水泥澆注料的機械強度相差不大,而蒸汽壓卻比水泥澆注料的蒸汽壓低3倍,因此無水泥澆注料烘烤過程也更安全。

    鋁行業用無水泥澆注料性能

               
    減少鋁湯增氫現象

    對于鋁熔煉爐及保溫爐,尤其是低壓鑄造爐,若爐襯選用低水泥澆注料,烘烤完成后仍有化學水殘余,在后續使用過程中會分解出來,溶入鋁湯造成增氫現象,導致澆鑄件中產生缺陷,所以不希望爐襯中殘余化學水過高。

    無水泥澆注料中幾乎不含化學水,而且大部分水在低溫(20-110℃)烘烤階段能全部散逸,爐襯中殘余化學水相對低很多,能夠大幅降低使用過程中鋁湯增氫現象。

               
    不“沾”鋁效果

    針對鋁行業開發的無水泥澆注料同樣具有不“沾”鋁效果,我們比較了中水泥、低水泥和無水泥澆注料的不“沾”鋁效果,結果為:中水泥<低水泥≤無水泥,如圖2所示。

    圖2不同種澆注料不“沾”鋁效果之比較


    熱震穩定性

    通過氣冷法(RIBBON TEST)比較了低水泥澆注料與無水泥澆注料的熱震穩定性能,結果如表2所示。無水泥澆注料展現出較高的殘余折斷強度,說明該材料體積穩定,適用于冷熱循環使用的部位。

    表2 不同種澆注料熱震穩定性能之比較

    應用實例

    目前無水泥澆注料已在反射爐、快速塔式爐、保溫爐上得到應用,主要產品有ALKON? CAST NB 84QD和CALDE? CAST NB 82QD。

    結論

    凱得力耐火集團開發出的新型無水泥澆注料,與目前的低水泥澆注料相比具有優異的性能:


      • -透氣率高,自由水比例高,可更快速更安全烘烤,節約約50%烘烤時間,同時也節約了能源

      • -結晶水比例低,減少鋁湯增氫現象

      • -不“沾”鋁

      • -擁有與低水泥澆注料相當甚至更優異的物理性能





    上一個:鑄造行業中頻爐應用案例

    Powered by 飛色網絡
    乐高娱乐-乐高娱乐-开户专线