通過(guò)選用具有多孔結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)莫來(lái)石骨料、氧化鋁空心球和導(dǎo)熱系數(shù)較小的含鋯高鋁耐火纖維, 達(dá)到提高爐輥保溫性能, 減少冷卻水帶走的熱損失, 同時(shí)降低體積密度, 減少爐輥的重量與轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力消耗的目的;通過(guò)0.1~1 mm的焦寶石的加入, 彌補(bǔ)了小于1 mm輕質(zhì)骨料性能劣化的不足, 并通過(guò)焦寶石優(yōu)良的熱震穩(wěn)定性與高溫性能, 提高了澆注料的綜合使用性能;通過(guò)使用水泥、二氧化硅和-Al?O?微粉作為復(fù)合結(jié)合劑, 引入水合結(jié)合和凝聚結(jié)合兩種凝結(jié)硬化機(jī)理, 提高材料的低、中和高溫強(qiáng)度;

通過(guò)加入少量鋰輝石粉的燒結(jié)促進(jìn)作用, 改善澆注料使用條件下的燒結(jié)狀況, 促進(jìn)爐輥澆注料隔熱襯使用條件下高溫陶瓷結(jié)合相的形成, 提高隔熱襯的抗破損能力;

通過(guò)添加含鋯高鋁耐火纖維, 利用其在基體中的拉拔作用所產(chǎn)生的增強(qiáng)、增韌效應(yīng), 提高爐輥澆注料抗機(jī)械振動(dòng)能力和抗沖擊韌性;

通過(guò)添加藍(lán)晶石粉作為膨脹劑, 利用藍(lán)晶石高溫下不可逆分解為莫來(lái)石和游離的SiO?而產(chǎn)生體積膨脹, 抵消澆注料高溫下體積收縮, 防止?jié)沧⒘吓c金屬輥身之間熱膨脹不匹配造成的澆注料層開(kāi)裂和脫落;通過(guò)減水劑、有機(jī)消泡劑和硅烷偶聯(lián)劑等外加劑的使用, 提高了澆注料的施工流動(dòng)性, 降低了澆注料的加水量, 改善了爐輥澆注隔熱襯施工質(zhì)量與綜合性能。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)室配方設(shè)計(jì)和優(yōu)化, 最終確定了優(yōu)化配方。

按優(yōu)化配方稱料, 混合均勻后加水?dāng)嚢?、澆注成型?0mm×40 mm×160 mm試樣, 常溫自然養(yǎng)護(hù)24小時(shí), 脫模后于110℃烘干24 h, 部分試樣繼續(xù)在1100和1300℃熱處理3h, 然后按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)不同溫度處理后試樣的體積密度、抗折和抗壓強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)等物理性能, 具體數(shù)據(jù)如表2所示。相對(duì)常規(guī)爐輥重質(zhì)澆注料 (體積密度2.2g·cm-3, 導(dǎo)熱系數(shù)0.738 W· (m·K) -1) 而言, 體積密度降低25.8%, 具有更輕的容重, 導(dǎo)熱系數(shù)降低約57%, 具有更加優(yōu)良的隔熱效果。同時(shí), 研制的輕質(zhì)隔熱澆注料具有較高的低、中、高溫強(qiáng)度, 隨著溫度的升高, 澆注料的力學(xué)性能比較穩(wěn)定, 沒(méi)有發(fā)生大的波動(dòng)。可見(jiàn)通過(guò)配方中多種外加劑的合理設(shè)計(jì), 大幅提高了輕質(zhì)澆注料的抗折、抗壓強(qiáng)度和抗機(jī)械振動(dòng)能力, 澆注料常溫抗壓強(qiáng)度達(dá)到24.5 MPa, 遠(yuǎn)高于普通輕質(zhì)澆注料的力學(xué)性能, 不僅滿足了脫模及搬運(yùn)要求, 還完全滿足了爐輥300℃烘烤完畢直接入爐使用的要求, 經(jīng)各溫度處理后線變化率較小, 表明有較好的體積穩(wěn)定性。