1、添加助結合劑調整硬化時間
澆注料的快硬對于施工后快速脫模至關重要,通過加入促硬的助結合劑,保證澆注料即具有足夠的施工時間,同時還必須在澆注成型后很快硬化,以便及時脫模進行烘烤。澆注料的硬化時間還與澆注體的鼓脹與爆裂有很大關系。澆注料過快硬化和過慢硬化,都會出現澆注體鼓脹與爆裂的問題。因此,通過加入適量的助結合劑,能有效控制澆注料的硬化時間,并進而防止發氣帶來的鼓脹和裂紋。加有發氣劑和助結合劑的澆注料澆注完后能馬上進行烘烤,大約1小時即能固化脫模,固化后的樣塊直接放到450℃爐內也不會發生爆裂。
2、添加有機纖維提高抗爆裂性
從水的蒸氣壓和溫度的關系中不難看出,水在100℃以上時,蒸氣壓力迅猛上升。澆注體烘烤時,澆注料內的水會因受熱迅速氣化。澆注料烘烤開裂和爆裂主要原因就是因為迅速形成的水蒸氣不能及時排出澆注體外,澆注體內水蒸氣壓太高。
添加防爆纖維是澆注料最有效防爆措施之一。纖維防爆的原理是澆注料受熱后纖維迅速收縮或分解,并同時在澆注料中形成氣孔通道,從而讓澆注料因受熱而產生的水蒸氣迅速擴散揮發出去。澆注料內的水蒸氣及時擴散出去而不在澆注體內集聚形成較大壓力,則澆注體不會發生爆裂。但纖維品種眾多,合理的選擇品種、直徑、長度與用量對澆注料的防爆效果至關重要。本研究通過合理選擇,在澆注料中加入適當品種與數量的纖維后,澆注后的試樣放進200℃的高溫爐內直接烘烤,試樣表面完好,不會發生爆裂。
3、添加堿式乳劑防爆劑
堿式乳劑防爆劑是近幾年才見報道的一種新型防爆劑,其組成為氫氧化物的離子聚合而成的多核絡合物,能有效溶解于水溶液。有文獻介紹其防爆機理為:澆注料在受熱干燥時,堿式乳劑的脫水膠化在基質中形成網片狀微裂紋通道,從而增大了澆注料的透氣率。另據稱堿式乳劑能抑制或延緩CAH10的生成,也可提高澆注料的防爆裂溫度。為進一步提高澆注料的防爆效果,對堿式乳劑防爆劑進行了應用研究,通過用量匹配研究,將澆注料抗爆裂溫度從原來的安全防爆溫度400℃提高到600℃,使快干防爆澆注料有了更安全的使用性能。
4、采用高效減水劑
澆注料的爆裂主要是因為水的受熱汽化后產生的水蒸氣不能及時排出澆注體外所引起的,因此減少澆注料的加水量也是其中的一個必要的方式方法。傳統的澆注料減水劑主要是采用三聚磷酸鈉或和六偏磷酸鈉復合使用,但對于含C質的澆注料加水量一般會達到6%以上。后來我們采用高效減水劑,獲得了更好的分散效果,加水量控制在5%左右,比采用三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉的減少了20%。
通過以上方式對澆注料進行改性,有效的解決了大高爐鐵溝澆注料的快干脫模和快速烘烤、防止爆裂問題,使之應用于單鐵口出鐵的中小型高爐進行整體澆注,取得了非常滿意的效果。