磷酸盐耐火浇注料的硬化机理及正确存放

发布时间：2021/7/14 17:35:05

磷酸盐浇注料是指与磷酸盐或磷酸盐结合的浇注料，其硬化机理与所用结合剂的类型和硬化促进方法有关。

磷酸盐浇注料的结合剂可以是磷酸，也可以是磷酸与氢氧化铝反应产生的磷酸二氢铝混合溶液。常温下，结合剂与硅酸铝材料无反应(铁除外)，需要加热，使结合剂脱水收缩，粘结骨料粉末，获得常温强度。

使用促凝剂时不需要加热，可加入氧化镁细粉或高铝水泥进行促凝。加入氧化镁细粉后，与磷酸迅速反应形成，耐火材料凝结硬化，加入铝酸盐水泥时，形成凝结性好的磷酸盐、含水磷酸盐如磷酸一氢钙、磷酸二氢钙等，使材料凝结硬化。

从磷酸和磷酸盐耐火浇注料的硬化机理可以看出，只有胶结剂、耐火骨料和粉末在加热过程中反应速度合适，才能形成优良的耐火浇注料。然而，耐火原料在粉碎、球磨和混合过程中容易带入金属铁等杂质，混合时会与胶结剂反应释放氢气，导致耐火浇注料膨胀，组织结构松散，耐压强度降低。该工艺对普通磷酸及磷酸盐耐火浇注料的生产不利。

一是消除鼓胀的工艺方法。

一是困料。

耐高温骨料及粉料约3/5，搅拌均匀，放入料仓及场地，用塑料布复盖，防止胶结剂蒸发，同时避免与水接触。气温在15℃以上，静置一段时间，胶结剂与耐火骨料和粉末中的金属充分反应，释放氢。

二是冲洗，磁选。

用瓷球磨机粉碎或用强酸(如盐酸等)冲洗粉末，用磁选等方法去除金属等杂质。

三是抑制剂。

也可以通过在耐火材料中减少胶结剂的用量，或者添加一些抑制剂来减少耐火浇注料的膨胀。

二是正确的存放方法。

采用振型等大型施工方法制作磷酸和磷酸盐浇注料，难度大，是一种有效经济的方法，因而应用十分广泛。称重困料后，加入促凝剂搅拌均匀，加入剩馀胶结剂，继续搅拌1~2min即可成形。困料的时间主要根据胶结剂与耐火骨料与粉末混合的金属之间的化学反应速度和环境温度等条件确定。

磷酸结合耐火浇注料样品存放在室内、室外、标准养护室。随着存放时间的增加，其常温耐压强度有所提高，但室内存放优于室外，标准养护3个月后强度有缓慢下降的趋势。室内存放时，燃烧后的耐压强度比室外高10兆帕以上。标准养护室存放的燃烧后的耐压强度也优于室外。露天存放的样品可能会因寒暑变化和干湿循环而降低耐火浇注料的性能。

应该注意的是，虽然储存环境对磷酸和磷酸盐耐火浇注料的常温性能有一定的影响，但它们对高温性能没有太大影响，也不影响使用。这是因为胶结磷酸盐在200℃之前由促凝剂制成，在高温下由陶瓷制成。所以，促凝剂磷酸和磷酸盐耐火浇注料经硬化后，对贮存场所的要求不是很严格。磷酸和磷酸盐不含促凝剂的浇注料，在贮存前必须进行热处理。无热处理强度，热处理温度低，易产生潮解现象。

磷酸盐浇注料中的结合剂虽然不与材料本身在常温下发生反应，但由于储存过程或运输过程中的温度变化或其他环境变化，会慢慢凝结硬化。如果需要长期储存，可以加入柠檬酸、酒石酸等缓凝剂，延长储存时间。

磷、磷耐火浇注料在贮存过程中或低温使用条件下，耐火浇注料表面有白色晶体沉淀。经过化学和X射线分析，白毛是铝盐和钙盐的晶体沉淀。铝盐和钙盐在高温或长期加热下会转化为难溶性盐，白毛也会消失。这一现象在一般情况下对耐火浇注料的性能没有影响。但是过度沉淀会使浇注料内部结构松散，强度降低，甚至崩溃，在储存或使用过程中应引起重视。