莫來石澆注料是指主要由鋁土礦顆粒、剛玉和莫來石構(gòu)成的一類耐火材料,其具有優(yōu)異的抗蠕變性能和抗熱震性能,因此被廣泛用于窯爐內(nèi)襯方面。其中,鋁土礦顆粒、剛玉通常作為骨料存在于澆注料中,其是澆注料骨架的主要成分,支撐澆注料的整體結(jié)構(gòu);莫來石通常為柱狀或針狀存在,既可以以基質(zhì)的形式存在于澆注料中,也可以直接作為骨料引入澆注料中在基質(zhì)中形成莫來石網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),強化骨料與基質(zhì)的結(jié)合界面。目前,莫來石澆注料中的莫來石來源主要為兩類,第一類為直接合成的莫來石;另一類為其他礦物在熱處理過程中轉(zhuǎn)化而成的莫來石,代表礦物為紅柱石。
例如,針對莫來石骨料,采用不同粒徑的莫來石作為骨料,探究了硅微粉的含量對莫來石澆注料的影響。研究表明,澆注料的強度隨著硅微粉含量的增加先增大后減小。這是由于適量硅微粉的添加會在澆注料中形成一定的液相,促進澆注料的燒結(jié),促進基質(zhì)中莫來石的生成,提升了澆注料的強度;過量的硅微粉會使得澆注料出現(xiàn)過燒結(jié),使得澆注料出現(xiàn)大量裂紋,減小其強度。針對莫來石基質(zhì),探究了基質(zhì)中 Al2O3/SiO2之比對高鋁礬土-莫來石澆注料性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),在基質(zhì)中添加不同比例的氧化鋁微粉(α-Al2O3)和氧化硅微粉能夠有效的促進基質(zhì)中原位莫來石的生成。當 Al2O3/SiO2 比在 2.74 左右時,澆注料的力學性能得到大幅度的提高。由上述研究可知,針對于莫來石澆注料,主要可以通過調(diào)節(jié)粒度級配、 粒度組成、調(diào)節(jié)基質(zhì)和骨料種類等方式來進行性能的改善,通過改變這些方式, 使莫來石澆注料的性能得到了優(yōu)化。

莫來石是一種優(yōu)質(zhì)的耐火材料,它具有均勻的熱膨脹性、極好的熱穩(wěn)定性、荷重軟化溫度高、高溫蠕變小和抗化學腐蝕性能好等特點。針對于這些特點,做了實驗。探究了澆注料中原位莫來石的生成及孔結(jié)構(gòu)變化對莫來澆注料高溫性能的影響。隨著納米級SiO2微粉含量的增加,澆注料在1500℃ 下熱處理后的致密化程度增加,氣孔孔徑減小,高溫強度增大。這是因為SiO2加入量增加使得澆注料高溫下的液相量逐漸增加,填補了微觀下的孔隙;另一方面, SiO2含量的增加促使了澆注料在高溫下原位莫來石的生成,并且隨著SiO2含量的增加,柱狀莫來石的發(fā)育狀況明顯改善,提高了澆注料的高溫強度。
莫來石澆注料具有較高的荷重軟化溫度、抗蠕變性和抗熱震性好等優(yōu)異的力學性能,目前已成為熱風爐、加熱爐、蒸汽鍋爐等各種窯爐內(nèi)襯的主要材質(zhì),有效提高了窯爐的使用壽命。然而,目前由于不同骨料的種類、品位和雜質(zhì)含量也不盡相同,對莫來石澆注料的性能影響也不相同。因此提高原材料的品質(zhì)是很有意義的。