耐火可塑料的性质、配置及使用

耐火可塑料

耐火可塑料是由粒状和粉状物料与可塑黏土等结合剂和增塑剂配合后，再加入少量水分，经充分混炼所组成的一种呈硬泥膏状并在较长时间内保持较高可塑性的不定型耐火材料。

耐火可塑料的主要组分是粒状和粉状料，占总量的70%~85%。它可由各种材质的耐火原料制成，并常依材质对其进行分类与命名。由于这种不定型耐火材料主要用于不直接与熔融物接触的各种加热炉中，一般多采用黏土熟料和高铝质熟料，制备轻质可塑料通常采用轻质粒状料。

可塑性黏土是可塑料的重要组分，它只占可塑料总重的10%~25%，但对可塑料和其硬化体的结合强度、可塑料的可塑性、可塑料和其硬化体的体积稳定性和耐火性都有很大的影响。在一定意义上，可认为黏土的性质和数量控制着可塑料的性质。

可塑料的性质

01可塑料的工作性质

一般要求可塑料应具有较高的可塑性，而且经长时间储存后，仍具有一定的可塑性。

耐火材料的可塑性与黏土特性、黏土用量以及水分的数量有关，其主要取决于水分的数量，它随水量的增多而提高。但水量过高会带来不利的影响，一般以5%~10%为宜。

为了尽量控制可塑料中的黏土用量和减少用水量，可外加增塑剂，其增塑作用主要有：使黏土颗粒的吸湿性提高;使黏土微粒分散并被水膜包裹;使黏土中腐殖物分散并使黏土颗粒溶胶化;使黏土-水系统中的黏土微粒间的静电斥力增高;稳定溶胶;将阻碍溶胶化的离子作为不溶性的盐排除于系统之外等。可作为增塑剂的材料很多，如纸浆废液、环烷酸、木素磺酸盐、木素磷酸盐、木素铬酸盐以及其他无机和有机的胶体保护剂等。

欲使可塑料的可塑性在其保存期内无显著降低，不能采用水硬性结合剂。

02可塑料的硬化与强度

为了改进以软质黏土做结合剂的可塑料在施工后硬化缓慢和常温强度很低等缺点，往往另外加入适量的气硬性和热硬性结合剂，其聚合物。

可塑料中无化学结合剂者称为普通可塑料。此种可塑料在未烧结前强度很低，但随温度升高，水分逸出，强度提高。经高温烧结后，冷态强度增大。何高温下热态强度随温度上升而降低。普通可塑料在不同温度下的耐压强度如图3-11所示。

加有硅酸钠的可塑料在施工后的强度随温度升高而增长较快，在施工后可图3-11普通可塑料在不同温度下的耐压强度较快地拆模。但是，在干燥过程中，这种结合剂可能向构筑物或制品的表面迁移，阻止水分的顺利排除，引起表皮产生应力和变形。另外，施工后的可塑料碎屑也不宜再用，含有此种结合剂的可塑料宜用于建造工期较长的大型窑炉和用于炉顶等处。

磷酸铝是可塑料中使用最广泛的一种热硬性结合剂，施工后经干燥和烘烤可获得很高的强度。

03可塑料的抗热震性

与相同材质的烧结耐火制品和其他不定型耐火材料相比，可塑性耐火材料的抗热震性较好，主要原因有以下几方面：由硅酸铝质耐火原料作为粒状和粉状料的可塑料，在加热过程中或在高温下使用时不会产生由于晶型转化而引起的严重变形;在加热面附近的矿物组成为莫来石和方石英的微细的结晶，玻璃体较少，沿加热面向低温侧过渡，可塑料的结构和物相是递变而非激变;可塑料具有均匀的多孔结构，膨胀系数和弹性模量一般都较低等。

几种常用耐火可塑料的性能见表1。

可塑料的配制和使用

可塑料的配制过程为：配料—混炼、脱气并挤压成条—经切割或冉挤压成块、饼或其他需要的形状—密封储存—供应使用。有的也采用其他密实化手段，如经震实、压实等制成料块。

可塑料在施工时不需要特别的技术，当用以制成炉衬时，将可塑料由密封容器中取出，铺在吊挂砖或挂钩之间，用木槌或气锤分层(每层厚50~70mm)捣实即可。在尚未硬化前，可进行表面加工。为便于使其中水分排出，每隔-定间隔打通气孔。最后根据设计留设胀缩缝。若用以制整体炉盖，可先在底模上施工，经干燥后再吊装。

可塑料主要用于各种加热炉、均热炉、退火炉、渗碳炉、热风炉、烧结炉等，也可用于小型电弧炉的炉盖、高温炉的烧嘴以及其他相似的部位。其使用温度主要依所用粒状和粉状料的品质而异：普通黏土质可塑料用于1300-1400℃;优质可塑料用于1400~1500℃高铝质可塑料用于1600~1700℃，甚至更高温度下;铬质可塑料用于1500~1600℃。