澆注料按照體積密度可以分為重質(zhì)澆注料或輕質(zhì)澆注料,由于并未有統(tǒng)一規(guī)定,劃分界限并不明確。按分類通常以體積密度2.1g/cm3為界進(jìn)行劃分,以體積密度≤2.1g/cm3視為輕質(zhì)澆注料,以體積密度≥2.1g/cm3視為重質(zhì)澆注料。
由于重質(zhì)澆注料具有原料廣泛,生產(chǎn)工藝簡單,施工簡便,價格低廉,澆注體強度高等優(yōu)勢,因此,耐火工作層越來越多地采用重質(zhì)澆注料。重質(zhì)澆注料同樣存在體積密度大,導(dǎo)熱系數(shù)高等問題,這些問題造成施工用量大,增加一次投入高,尤其會導(dǎo)致熱工設(shè)備長期能耗相對較高。通常體積密度大于2.3g/cm3的重質(zhì)澆注料保溫效果都不是很理想,因此熱工設(shè)備為了提高保溫性能采取了多層結(jié)構(gòu)設(shè)計,目前比較常見的設(shè)計結(jié)構(gòu)為耐火纖維的絕熱層、輕質(zhì)磚的保溫層和耐火澆注料的工作層組成。上述結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)爐體外壁溫度較低和降低設(shè)備能耗,但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜使施工和檢修的工期和投入都較大。
然而輕質(zhì)澆注料普遍存在耐壓強度性能不足、耐火性能不高的問題,難以長期應(yīng)用于承重部位,導(dǎo)致有承重要求的爐墻部位通常只能采用重質(zhì)澆注料。另外, 解決輕質(zhì)料耐火性能不足的其他措施,還有可以采用檔次更高的原料制備,同時提高燒成溫度。
造成輕質(zhì)料耐壓強度不足的原因,是由于輕質(zhì)骨料存在太多缺陷孔隙。支撐輕骨料結(jié)構(gòu)的孔隙來源于有機物燒失后殘留的耐火材料骨架燒結(jié)形成。這種針狀、粒狀骨架是按照配方自然堆積而成,燒失過程存在較多不理想的缺陷孔隙,導(dǎo)致輕骨料強度不足。
輕質(zhì)莫來石骨料,最高長期使用溫度可達(dá)1500℃以上,輕質(zhì)莫來石骨料堆積密度范圍是0.6-1.1g/cm3,輕質(zhì)莫來石配制的輕質(zhì)澆注料可以替代傳統(tǒng)重質(zhì)澆注料用于加熱爐、熔鋁爐工作層,尤其是爐門、爐頂部位,用于爐頂時大幅減少爐頂錨固磚載荷,使用壽命可達(dá)5-8年。輕質(zhì)莫來石澆注料通常僅用于加熱爐、熔鋁爐等設(shè)備的非承重工作層。
現(xiàn)在可以采用新型增強輕質(zhì)莫來石骨料代替?zhèn)鹘y(tǒng)輕質(zhì)骨料配制澆注料,相較于重質(zhì)料具有相同的耐壓強度,同時,體積密度可降低20%-40%。這種新型的輕質(zhì)莫來石澆注料可以應(yīng)用于爐墻等部位,同時因期具有低導(dǎo)熱的特點,可以大幅降低熱工設(shè)備運行下的能耗。
輕質(zhì)莫來石澆注料的使用與普通澆注料基本一致。而且在烘烤方面具有極大的優(yōu)勢,傳統(tǒng)加熱爐烘烤需要10-30天,采用輕質(zhì)莫來石澆注料的烘烤時間根據(jù)施工數(shù)量和施工厚度可降低至1-5天,大幅節(jié)省施工工期,尤其適合檢修項目。(北京聯(lián)合榮大工程材料股份有限公司專家組)
圖為輕質(zhì)莫來石骨料 圖為輕質(zhì)莫來石澆注料