將一定尺寸的耐熱鋼纖維(長度約為20~35mm,截面面積約為0.13~0.2cm2)加入由耐火集料、結(jié)合劑和外加劑組成的混合料中的可澆注耐火材料,稱為鋼纖維增強耐火澆注料同不加耐熱鋼纖維的澆注料比較,此類澆注料具有如下特點:
(1)可抑制澆注料在養(yǎng)護、烘烤和高溫使用中產(chǎn)生收縮;
(2)提高澆注料的韌性、抗機械沖擊性和力學(xué)強度;
(3)提高澆注料的抗熱震性能;
(4)防止?jié)沧⒘蟽?nèi)產(chǎn)生的微裂紋在熱應(yīng)力和機械應(yīng)力作用下擴展或延伸而導(dǎo)致發(fā)生斷裂或剝落。
用于增強澆注料的耐熱鋼纖維的外形尺寸,截面形狀以及加入量對增強效果均有影響。纖維的外形有直線狀、波紋狀、鋸齒狀、訂書釘狀等,纖維的截面形狀有圓形、方形、菱形、月牙形等?,F(xiàn)在一般多采用截面為月牙形(用熔抽法生產(chǎn)的)直形纖維,這種形狀纖維可增大鋼纖維與澆注料基質(zhì)之間的接觸面積、增大摩擦力,又不影響混合攪拌作業(yè)性能,易于均勻分散在澆注料基體中
現(xiàn)在用于增強耐火澆注料的耐熱鋼纖維材質(zhì)與品種較多,但比較廣泛采用的只有5種牌號。一般在1000℃以下,單面受熱的澆注料襯體是采用ME304和ME430牌號的不銹鋼纖維增強,而在1000℃以上,則是采用ME446、ME310和ME330牌號耐熱不銹鋼纖維增強。
鋼纖維增強澆注料的主要作用在于提高在應(yīng)力作用下的應(yīng)變性能,從而提高澆注料襯體的韌性、力學(xué)強度和抗熱震性,鋼纖維加入量的不同其增強效果是不同的。
鋼纖維增強澆注料襯體的使用效果,也與其制作工藝有密切關(guān)系,因此在制備工藝中必須注意如下問題:
( 1 )必須根據(jù)使用條件選擇適當(dāng)牌號的高溫合金鋼纖維和其加人量(一般在 1%一3 %) ,加人量過多有反作用
( 2 )混合攪拌時,最好先將干澆注料加水?dāng)嚢杈鶆颍缓笤偌尤虽摾w維攪拌均勻,這樣不僅使?jié)沧⒘献陨硪谆旌暇鶆颍乙膊粫驍嚢钑r間過長、因攪拌葉的反復(fù)攪動而使鋼纖維彎曲變形;
( 3 )振動成型時,一般最好采用附著式振動器,從模型外部施加振動力,以使鋼纖維能無取向均勻分布,不宜采用插入式振動棒施工,否則會破壞鋼纖維的均勻分布。而制作預(yù)制件(塊)時,也可采用平面振動臺施工。
鋼纖維增強澆注料多半用于構(gòu)筑只與高溫氣體、或固態(tài)物料接觸的工業(yè)窯爐襯體,如電爐爐頂、鋼包包蓋、加熱爐爐頂、均熱爐爐蓋與爐墻、熱處理爐襯體、高溫旋風(fēng)分離器內(nèi)襯、水泥回轉(zhuǎn)窯冷卻筒內(nèi)襯,以及豎式焙燒爐內(nèi)襯等。也可用于作與高溫熔體不連續(xù)接觸的容器、流槽和構(gòu)件等,如電爐出鋼槽、噴射冶金用整體噴槍、吹氫槍、鐵水脫硫攪拌器。因為不連續(xù)(間歇)使用的場合下,溫度波動大、熱應(yīng)力和機械應(yīng)力大,用鋼纖維增強可改善其抗熱震性和耐機械振動性。