耐高温浇注料

近年来，一直在强调节能减排，对耐火原料和产品都提出了更加多元化和严格的要求。对于浇注料来说，烘烤是耐火浇注料投入使用前的主要工序之一，也是耐火浇注料施工和使用中的关键环节，其作用主要是排出衬体中的游离水和化学结合水。其中，110℃烘干后的质量损失率为55%～80%，这个阶段脱水比较多，主要是游离水，是烘烤节能可控制的主要环节。

微波烘烤是一种依靠物体吸收微波能将其转换成热能，使自身整体同时升温的加热方式。而常规加热烘烤是通过热传导、对流和辐射等热量从外部传至物料内部，热量总是由表及里传递进行加热物体，烘烤速率低。为此，应用微波烘烤替代常规的电加热烘烤，使快速烘干耐火材料成为一种可能。本工作中采用了3种不同耐火材料，研究了微波烘烤和电烘烤之间的差距，为今后实际采用微波烘干打下基础。

1 试验

试验采用了三种不同的耐火浇注料，分别为:由黏土质轻质骨料(≤5mm)、漂珠(≤1mm)、纯铝酸钙水泥、硅灰等制成的轻质浇注料;由C级焦宝石(≤、一级矾土粉(≤0.088mm)、纯铝酸钙水泥、硅灰等制成的高铝浇注料;由90碳化硅(≤5、≤.088mm)、α-Al2O3微粉(5μm)、纯铝酸钙水泥、硅灰等制成的碳化硅浇注料。

按照各浇注料的配方配料，将混合均匀的浇注料在振动台上分别振动浇注成标砖(230mm65mm)和样条(160mm40mm40mm)。自然养护24h后脱模，再在常温下养护24h。

把前期自然养护24h的试样分成两批，分别采用微波烘烤和电加热烘烤(110℃24h)的方式烘干，具体如下：

(1)微波烘烤。三种浇注料试样各拿一块称其质量，置于微波干燥箱里，设定的初始温度为70℃，保温1h，然后升温到110℃，每隔0.5h断电一次，取出试样测量质量损失情况，直至质量恒定后停止。

(2)电加热烘烤。三种浇注料试样各拿一块称其质量，放在电烘干箱里，加热功率为0.5kW。设定的初始温度为110℃，每隔0.5h断电一次，取出样块测量质量损失情况，直至质量恒定后停止。

将微波烘烤和电加热烘烤后的试样在电炉中再经1000℃3h热处理。按YB/T52001993检测试样的显气孔率和体积密度，按GB/T30012007测试试样的常温抗折强度，按GB/T50722008测试试样的常温耐压强度，按GB/T59882007检测试样的℃3h烧后线变化率。

2 结果与讨论

2.1 烘烤时间

由于不同的介质材料对微波能吸收不尽相同，因此，轻质浇注料、高铝浇注料和碳化硅浇注料采用微波烘烤的时间也就不同。但与传统的电加热烘烤试样需要24h相比，微波烘烤更有优势。轻质浇注料、高铝浇注料和碳化硅浇注料采用微波干燥需要的时间分别是3、3和5.5h，与传统的电加热烘烤相比较，可以节约烘烤时间70%以上。因此，采用微波烘烤具有省时省力，节约能耗，操作方便等优点。

2.2 物理性能

可以看出，与电加热烘烤方式相比，在110℃微波烘烤的条件下，轻质浇注料、高铝浇注料和碳化硅浇注料的体积密度略有下降，但都在1%以内，显气孔率则增加了3%～5%;烘烤后试样再经1000℃处理后的体积密度基本一致，显气孔率基本没有变化。

烘烤后可以看出，微波烘烤与电加热烘烤比较而言，三种浇注料经110℃烘烤后的常温抗折强度、耐压强度和烘干后再经1000℃处理后的抗折强度均降低了10%～25%。微波烘烤强度的降低，包括显气孔率的增加，可能是由于微波烘烤时升温速度太快，浇注料里的水化物相加热相变时产生了较大的蒸气压，压力释放不及时浇注料内部孕育了微裂纹。同时烘烤过程中水化物相脱水时得到的水分对浇注料也是一种二次养护，而快速升温水化会进一步减少。烘烤后的三种浇注料再经1000℃处理后的耐压强度都基本上没有变化。对浇注料而言，一般都是烘烤后在高温下使用，虽然常温处理后的强度(110℃)对其在搬运或者承载压力方面有所影响，但终决定其好坏的还是高温性能。因此，采用微波烘烤对材料的使用性能影响较小。

烘烤后的三种浇注料再经1000℃热处理后的线收缩率显示，虽然微波烘烤后试样再经1000℃热处理后的收缩率较电加热烘烤后的小，但波动较小，因此对浇注料性能的影响很小。

3 结论

微波烘烤可以大幅降低烘干时间，因微波特性差异，不同浇注料的烘干时间略有差异;微波烘烤和电加热烘烤对浇注料的常温物理性能的影响较小。因电加热烘烤时间较长，浇注料的强度和显气孔率等性能略好。

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