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耐火澆注料中的硅灰所具備的基本性質

時間:2019-05-22 15:43 作者:艾米點擊:

  在耐火澆注料中,硅灰可以說是其必需的外加劑。耐火澆注料添加硅灰不但能夠提高產品的致密性能,還能夠增強澆注料的流動性,尤其是在自流耐火澆注料中,硅灰發揮了關鍵的作用。

  硅灰有很多叫法,例如SiO2粉塵、不定形SiO2粉、活性SiO2粉、二氧化硅灰或者冷凝SiO2灰等,他是冶煉硅鐵合金或金屬硅時,收集起來的的副產品。在電弧爐內,石英約于2000℃溫度下被碳還原成硅,同時也產生了SiO氣體,隨煙氣逸出爐外。SiO氣體遇到空氣時被氧化成SiO2,即凝聚成非常微小且具有活性的SiO2顆粒,經收塵裝置收集,即得到硅灰。硅灰由氣相SiO氧化后沉淀而成,屬于無定形(非晶態)SiO2,結晶SiO2的含量很少,一般小于1%。

  硅灰呈圓球形,顏色從灰白到灰色,比重2.2-2.3,松散容重150~700kgm3,熔點1550~1570℃。顆粒極細,平均粒徑0.15μm左右,比表面積15~30m2g,因而具有極高的反應活性。硅灰不溶于水,但溶于堿中(KOH,NaOH),與氫氟酸水溶液反應生成一種有害氣體(SiF4)。硅灰不可燃,但卻是能呼吸的粉塵(d5μm),與結晶的SiO2微粉體相比,使人得矽肺病的危險性較小,正確操作和存儲硅灰是無害的。如圖1硅灰的DTA曲線所示,硅灰加熱到高于500℃時,無定形的SiO2轉變成結晶SiO2,即方石英和鱗石英,則可能造成矽肺病,對人們有害。隨溫度升高,結晶SiO2含量提高。

  無定形SiO2的結構模型其結構內部有毛細管通道,表面能緩慢地進行離子化,即有斷鍵,遇水后易形成Si-OH鍵,也會在水中離解成SiO-和H+,即Si-OH具有較強的親水性和活性。在澆注料中,由于硅灰表面有OH基存在,即有氫鍵結合,可能發生絮凝傾向。然而這種氫鍵結合較弱,稍加剪切力就會再度分散,粘性降低;當剪切力解除后,SiO2微粒間又形成凝聚,而水分子固定于SiO2凝聚體的三維網狀結構的空間中,粘性又增加了。也就是說,硅灰具有良好的觸變性和一定的凝聚性。

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