英文
water glass bonded castable refractories
简介
以水玻璃作结合剂与耐火骨料、粉料和外加剂配制的可浇注耐火材料。(见耐火浇注料)具有强度高，耐磨性、耐腐蚀性和抗热震性较好等特点，适用于高温和有特殊要求的热工设备。水玻璃耐火浇注料按骨料品种分为高铝质、粘土质、半硅质、硅质、镁质和铝镁质等耐火浇注料。采用水玻璃溶液作结合剂、材料来源广，但施工时需调整其溶液密度。同时，因水玻璃溶液较粘稠，增加了拌料和振动的时间。20世纪70年代后期，出现了速溶性的固体水玻璃作为结合剂与耐火骨料和耐火粉料混装在一起，现场加水进行拌料，使用方便，也缩短了施工时间。
水玻璃及促硬剂 水玻璃又称泡花碱，是由碱金属硅酸盐组成的，化学通式为R2O·nSiO2·mH2O。根据碱金属氧化物种类分为钠水玻璃、钾水玻璃和钾钠水玻璃。不定形耐火材料中常用的是液体钠水玻璃。SiO2与Na2O的摩尔比值称为模数(M)，当M<3时称为碱性水玻璃，M≥3时称为中性水玻璃。浇注料中钠含量的减少，可提高其耐火性能，因此一般选用中性水玻璃溶液作结合剂。用水玻璃结合剂配制的耐火浇注料，常温时难以硬化，需缓慢加热到100℃左右并保温一段时间，才能使胶体凝聚硬化。当掺加氟硅酸钠等促硬剂后，无需加热而能加快硬化过程，即氟硅酸钠遇水后发生水解、生成的氟化氢与水玻璃溶液中产生的氢氧化钠中和而生成氟化钠，并使硅胶〔Si (OH)4〕不断析出和凝聚，从而完成硬化过程，其总的反应式：
2(Na2O·nSiO2)+Na2SiF6+2(2n-1)H2O→6NaF+(2n+1)Si(OH)4
水玻璃耐火浇注料的技术性能
| 指 标 | 高铝质 | 粘土质 | 半硅质 | 镁 质 |
| 化学成分/% | ||||
| Al2O3 | >48 | >40 | MgO≥87 | |
|
SiO2 耐压强度/MPa |
>45 | >50 | >65 | <7 |
| 常温 | 17～20 | 29～40 | 28～35 | |
|
110℃ 500℃ 1000℃ 加热线变化/% |
40～59 50～55 50～55 |
29～40 28～41 40～50 |
26～35 29～35 40～44 |
27～31 40～45 15～18 |
|
1000℃， 3h 荷重软化温度/℃ 体积密度/g·cm-3 使用温度/℃ |
±0.3 1540～1600 2.23～2.30 1400 |
0～±0.5 1100～1240 2.10～2.15 1000 |
0～+0.3 950～1050 2.08～2.15 1000 |
±0.3 >1220 2.60～2.65 1600 |
技术性能 水玻璃耐火浇注料的一般性能和使用温度见表。该料加热到800～1000℃时，由于氟化钠和氧化钠的熔融，液相量增多，硅胶作用减弱，因此荷重软化温度较低，热态强度也有所下降。当严格控制浇注料中的钠含量，即用高模数水玻璃作结合剂，并尽量减少氟硅酸钠促硬剂和水玻璃的用量，则能提高其耐火性能。水玻璃耐火浇注料的常温强度高，加热过程中强度降低较小，因此具有较好的高温耐磨性能。同时，它具有较好的耐腐蚀性，即能抵抗除氢氟酸以外的酸介质和钠盐熔融物的侵蚀。例如粘土质和半硅质水玻璃耐火浇注料的耐酸度大于93%，该料用酸浸泡一段时间后，其强度降低5%～35%，绝对值仍大于20MPa，仍可满足耐酸热工设备的使用要求。
应用 在液态排渣的大型均热炉上，用高铝质水玻璃耐火浇注料预制块作炉墙工作衬，获得较好的使用效果。在炼钢厂的中、小型盛钢桶上，采用铝镁质水玻璃耐火浇注料浇灌工作衬、整体性好，使用寿命比粘土质或高铝质衬砖的高1～4倍 (见铝镁质耐火浇注料)。在有色金属冶金和石油、化工等部门的热工设备上，粘土质、半硅质和镁质水玻璃耐火浇注料应用较多，其工作衬使用寿命比同材质的耐火砖衬提高1～2倍。造纸厂的碱回收炉有碱性熔融物及碱蒸气的侵蚀，用镁铬质水玻璃耐火浇注料作工作衬，其使用寿命与烧成镁铬砖衬相近，而材料成本显著降低。