Ildfaste støbematerialer med lavt cementindhold sammenlignes med traditionelle ildfaste støbematerialer af aluminatcement. Mængden af cementtilsætning i traditionelle ildfaste støbematerialer af aluminatcement er normalt 12-20%, og mængden af vandtilsætning er generelt 9-13%. På grund af den store mængde tilsat vand har støbelegemet mange porer, er ikke tæt og har lav styrke. På grund af den store mængde tilsat cement falder styrken, selvom der kan opnås højere normale og lave temperaturstyrker, på grund af den krystallinske omdannelse af calciumaluminat ved mellemtemperaturer. Det er tydeligt, at det tilførte CaO reagerer med SiO2 og Al2O3 i støbematerialet og danner nogle stoffer med lavt smeltepunkt, hvilket resulterer i en forringelse af materialets højtemperaturegenskaber.
Når der anvendes ultrafin pulverteknologi, højeffektive tilsætningsstoffer og videnskabelig partikelgradering, reduceres cementindholdet i støbematerialet til mindre end 8%, og vandindholdet reduceres til ≤7%, og en ildfast støbemateriale med lavt cementindhold kan fremstilles og bringes i ... CaO-indholdet er ≤2,5%, og dens præstationsindikatorer overstiger generelt dem for ildfaste støbematerialer af aluminatcement. Denne type ildfast støbemateriale har god thixotropi, dvs. at det blandede materiale har en bestemt form og begynder at flyde med en lille ekstern kraft. Når den eksterne kraft fjernes, bevarer det den opnåede form. Derfor kaldes det også thixotropisk ildfast støbemateriale. Selvflydende ildfast støbemateriale kaldes også thixotropisk ildfast støbemateriale. Hører til denne kategori. Den præcise betydning af ildfaste støbematerialer med lavt cementindhold er endnu ikke blevet defineret. American Society for Testing and Materials (ASTM) definerer og klassificerer ildfaste støbematerialer baseret på deres CaO-indhold.
Tæthed og høj styrke er de enestående egenskaber ved ildfaste støbegods med lavt cementindhold. Dette er godt for at forbedre produktets levetid og ydeevne, men det medfører også problemer under bagning før brug, dvs. at der let kan opstå støbning, hvis man ikke er forsigtig under bagning. Fænomenet med sprængning af materialet kan kræve genstøbning eller i alvorlige tilfælde bringe de omkringstående medarbejderes personlige sikkerhed i fare. Derfor har forskellige lande også udført forskellige undersøgelser af bagning af ildfaste støbegods med lavt cementindhold. De vigtigste tekniske foranstaltninger er: Ved at formulere rimelige ovnkurver og introducere fremragende eksplosionsbeskyttelsesmidler osv. kan dette gøre det muligt for de ildfaste støbegods at fjerne vand jævnt uden at forårsage andre bivirkninger.
Ultrafin pulverteknologi er nøgleteknologien til ildfaste støbeemner med lavt cementindhold (i øjeblikket er de fleste ultrafine pulvere, der anvendes i keramik og ildfaste materialer, faktisk mellem 0,1 og 10 µm, og de fungerer primært som dispersionsacceleratorer og strukturelle densifikatorer). Førstnævnte gør cementpartiklerne stærkt dispergerede uden flokkulering, mens sidstnævnte gør mikroporerne i støbelegemet fuldt fyldte og forbedrer styrken.
Almindeligt anvendte typer ultrafine pulvere omfatter SiO2, α-Al2O3, Cr2O3 osv. Det specifikke overfladeareal af SiO2-mikropulver er omkring 20 m2/g, og dets partikelstørrelse er omkring 1/100 af cementpartikelstørrelsen, så det har gode fyldeegenskaber. Derudover kan SiO2, Al2O3, Cr2O3 mikropulver osv. også danne kolloidale partikler i vand. Når et dispergeringsmiddel er til stede, dannes et overlappende elektrisk dobbeltlag på overfladen af partiklerne for at generere elektrostatisk frastødning, hvilket overvinder van der Waals-kraften mellem partiklerne og reducerer grænsefladeenergien. Det forhindrer adsorption og flokkulering mellem partiklerne; samtidig adsorberes dispergeringsmidlet omkring partiklerne for at danne et opløsningsmiddellag, hvilket også øger støbegodsets fluiditet. Dette er også en af mekanismerne i ultrafint pulver, dvs. tilsætning af ultrafint pulver og passende dispergeringsmidler kan reducere vandforbruget af ildfaste støbegods og forbedre fluiditeten.
Afbindingen og hærdningen af ildfaste støbegods med lavt cementindhold er resultatet af den kombinerede virkning af hydreringsbinding og kohæsionsbinding. Hydreringen og hærdningen af calciumaluminatcement er hovedsageligt hydreringen af de hydrauliske faser CA og CA2 og krystalvækstprocessen af deres hydrater, dvs. de reagerer med vand og danner hexagonale flage- eller nåleformede CAH10-, C2AH8- og hydreringsprodukter såsom kubiske C3AH6-krystaller og Al2O3аq-geler, som derefter danner en sammenkoblet kondensations-krystallisationsnetværksstruktur under hærdnings- og opvarmningsprocesserne. Agglomereringen og bindingen skyldes, at det aktive SiO2-ultrafine pulver danner kolloidale partikler, når det møder vand, og møder ionerne, der langsomt dissocieres fra det tilsatte additiv (dvs. elektrolytstof). Fordi overfladeladningerne af de to er modsatrettede, dvs. har den kolloide overflade adsorberet modioner, hvilket forårsager £2. Potentialet falder, og kondensation opstår, når adsorptionen når det "isoelektriske punkt". Med andre ord, når den elektrostatiske frastødning på overfladen af de kolloidale partikler er mindre end dens tiltrækning, opstår der kohæsiv binding ved hjælp af van der Waals kraft. Efter at det ildfaste støbemateriale blandet med silicapulver er kondenseret, tørres og dehydreres Si-OH-grupperne dannet på overfladen af SiO2 for at danne bro, hvilket danner en siloxan (Si-O-Si) netværksstruktur, hvorved den hærder. I siloxan-netværksstrukturen falder bindingerne mellem silicium og ilt ikke, når temperaturen stiger, så styrken fortsætter også med at stige. Samtidig vil SiO2-netværksstrukturen ved høje temperaturer reagere med Al2O3, der er indpakket i den, for at danne mullit, hvilket kan forbedre styrken ved mellemhøje og høje temperaturer.
Opslagstidspunkt: 28. feb. 2024
