Ildfaste støpegods med lavt sementinnhold sammenlignes med tradisjonelle ildfaste støpegods av aluminat-sement. Sementtilsetningsmengden i tradisjonelle ildfaste støpegods av aluminat-sement er vanligvis 12–20 %, og vanntilsetningsmengden er generelt 9–13 %. På grunn av den store mengden vann som tilsettes, har støpegodset mange porer, er ikke tett og har lav styrke. På grunn av den store mengden tilsatt sement, selv om høyere normale og lave temperaturstyrker kan oppnås, reduseres styrken på grunn av krystallinsk omdannelse av kalsiumaluminat ved middels temperaturer. Det er åpenbart at den tilførte CaO-en reagerer med SiO2 og Al2O3 i støpegodset for å generere noen stoffer med lavt smeltepunkt, noe som resulterer i forringelse av materialets høytemperaturegenskaper.
Når ultrafint pulverteknologi, høyeffektive tilsetningsstoffer og vitenskapelig partikkelgradering brukes, reduseres sementinnholdet i støpematerialet til mindre enn 8 % og vanninnholdet til ≤7 %, og en ildfast støpemateriale med lav sementinnhold kan fremstilles og bringes til ... CaO-innholdet er ≤2,5 %, og ytelsesindikatorene overgår generelt de for ildfaste støpematerialer av aluminatsement. Denne typen ildfast støpemateriale har god tiksotropi, det vil si at det blandede materialet har en viss form og begynner å flyte med litt ytre kraft. Når den ytre kraften fjernes, opprettholder det den oppnådde formen. Derfor kalles det også tiksotropisk ildfast støpemateriale. Selvflytende ildfast støpemateriale kalles også tiksotropisk ildfast støpemateriale. Tilhører denne kategorien. Den nøyaktige betydningen av ildfaste støpematerialer med lav sementinnhold er ikke definert så langt. American Society for Testing and Materials (ASTM) definerer og klassifiserer ildfaste støpematerialer basert på deres CaO-innhold.
Tetthet og høy styrke er de fremragende egenskapene til ildfaste støpegods med lavt sementinnhold. Dette er bra for å forbedre produktets levetid og ytelse, men det fører også til problemer under steking før bruk, det vil si at støping lett kan oppstå hvis man ikke er forsiktig under steking. Fenomenet med sprekker kan i det minste kreve ny støping, eller kan i alvorlige tilfeller sette den personlige sikkerheten til arbeiderne rundt i fare. Derfor har forskjellige land også gjennomført forskjellige studier på steking av ildfaste støpegods med lavt sementinnhold. De viktigste tekniske tiltakene er: ved å formulere rimelige ovnskurver og innføre utmerkede eksplosjonsbeskyttelsesmidler, etc., kan dette gjøre at vannet i de ildfaste støpegodsene elimineres jevnt uten å forårsake andre bivirkninger.
Ultrafint pulverteknologi er nøkkelteknologien for ildfaste støpegods med lavt sementinnhold (for tiden er de fleste ultrafine pulverne som brukes i keramikk og ildfaste materialer mellom 0,1 og 10 µm, og de fungerer hovedsakelig som dispersjonsakseleratorer og strukturelle fortettingsmidler). Førstnevnte gjør sementpartiklene svært dispergerte uten flokkulering, mens sistnevnte gjør at mikroporene i støpegodset fylles fullstendig og forbedrer styrken.
Vanlig brukte typer ultrafine pulver inkluderer SiO2, α-Al2O3, Cr2O3, osv. Det spesifikke overflatearealet til SiO2-mikropulver er omtrent 20 m2/g, og partikkelstørrelsen er omtrent 1/100 av sementpartikkelstørrelsen, så det har gode fyllegenskaper. I tillegg kan SiO2, Al2O3, Cr2O3 mikropulver, osv. også danne kolloidale partikler i vann. Når et dispergeringsmiddel er tilstede, dannes et overlappende elektrisk dobbeltlag på overflaten av partiklene for å generere elektrostatisk frastøting, som overvinner van der Waals-kraften mellom partiklene og reduserer grensesnittenergien. Det forhindrer adsorpsjon og flokkulering mellom partiklene; samtidig adsorberes dispergeringsmiddelet rundt partiklene for å danne et løsemiddellag, noe som også øker støpegodsets fluiditet. Dette er også en av mekanismene til ultrafint pulver, det vil si at tilsetning av ultrafint pulver og passende dispergeringsmidler kan redusere vannforbruket til ildfaste støpegods og forbedre fluiditeten.
Herdingen av ildfaste støpegods med lavt sementinnhold er et resultat av den kombinerte virkningen av hydreringsbinding og kohesjonsbinding. Hydrering og herding av kalsiumaluminat-sement er hovedsakelig hydrering av de hydrauliske fasene CA og CA2 og krystallvekstprosessen til hydratene deres, det vil si at de reagerer med vann for å danne sekskantede flak- eller nåleformede CAH10-, C2AH8- og hydreringsprodukter som kubiske C3AH6-krystaller og Al2O3аq-geler, og danner deretter en sammenkoblet kondensasjons-krystallisasjonsnettverksstruktur under herdings- og oppvarmingsprosessene. Agglomereringen og bindingen skyldes at det aktive SiO2-ultrafine pulveret danner kolloidale partikler når det møter vann, og møter ionene som sakte dissosieres fra det tilsatte tilsetningsstoffet (dvs. elektrolyttstoffet). Fordi overflateladningene til de to er motsatt, det vil si at kolloidoverflaten har adsorberte motioner, noe som forårsaker £2. Potensialet avtar, og kondens oppstår når adsorpsjonen når det "isoelektriske punktet". Med andre ord, når den elektrostatiske frastøtningen på overflaten av de kolloidale partiklene er mindre enn tiltrekningen, oppstår kohesiv binding ved hjelp av van der Waals-kraften. Etter at det ildfaste støpematerialet blandet med silikapulver er kondensert, tørkes og dehydreres Si-OH-gruppene dannet på overflaten av SiO2 for å danne bro, og danner en siloksan (Si-O-Si) nettverksstruktur, som dermed herder. I siloksannettverksstrukturen avtar ikke bindingene mellom silisium og oksygen når temperaturen øker, slik at styrken fortsetter å øke. Samtidig, ved høye temperaturer, vil SiO2-nettverksstrukturen reagere med Al2O3 som er pakket inn i den for å danne mullitt, noe som kan forbedre styrken ved middels og høye temperaturer.
Publisert: 28. feb. 2024
