礬土基耐火可塑料結(jié)合劑優(yōu)化研究及仿真模擬.pdf

1、傳統(tǒng)耐火可塑料屬于不定形耐火材料的一種，由于施工靈活，對冶金熱爐等設(shè)備的局部損害有著較好的修補能力。礬土基可塑料屬于使用最廣泛的一種耐火可塑料，其擁有耐火度高，抗熱震性好，耐磨性好等特點。本論文研究了不同結(jié)合劑對礬土基可塑料性能的影響，以及反應(yīng)機理和高溫液相對莫來石的影響，通過有限元軟件綜合分析了材料在窯爐中使用情況。
　　首先以磷酸為結(jié)合劑研究了礬土骨料的最佳顆粒級配。按照骨料的最佳配比，加入不同的復(fù)合結(jié)合劑后，分別在110℃、

2、850℃、1350℃三種溫度下處理后測試樣品的性能；通過X射線衍射、掃描電子顯微鏡等微觀分析手段，結(jié)合試樣不同溫度熱處理后的強度變化，解釋性能產(chǎn)生機理和液相對材料的影響，再將樣品進行高溫?zé)崃W(xué)測試，分析其高溫性能。利用COMSOL Multiphysics有限元計算工具，模擬試樣在加熱爐中各階段熱應(yīng)力分布情況。
　　通過比較試驗物理性能，得出礬土骨料最佳顆粒配比為1-3mm:≤1mm:≤0.074mm=47:18:25。以磷酸為結(jié)

3、合劑的礬土基可塑料和其他試樣相比，無需高溫處理就具有一定的強度。由于以六偏磷酸鈉+偏硅酸鈉為結(jié)合劑的試樣中引入了Na+離子，在高溫?zé)Y(jié)中形成了液相，促進燒結(jié)致密化；與添加磷酸鹽+硫酸鋁復(fù)合結(jié)合劑的試樣相比，其常溫物理性能較好。
　　含有Na+離子結(jié)合劑的試樣從1150℃開始產(chǎn)生液相，隨著溫度的升高，液相從莫來石一側(cè)開始侵蝕，最終吞噬分解整個莫來石顆粒。大的液相嚴重降低了樣品高溫力學(xué)性能。在1400℃時，添加硫酸鋁溶液+磷酸二氫鋁溶