Η πήξη και η σκλήρυνση τουπυρίμαχα χυτά τσιμένταοφείλεται κυρίως στην πήξη και τη συγκόλληση. Ως εκ τούτου, ο ρόλος της εξαιρετικά λεπτής σκόνης είναι καθοριστικός, καθώς αποτελεί βασικό παράγοντα που καθορίζει και επηρεάζει την απόδοσή της. Ταυτόχρονα, η επίδραση των προσμιγμάτων στην απόδοσή του δεν μπορεί να αγνοηθεί.
NO.01 Ultrafine Powder
Οι εξαιρετικά λεπτές σκόνες σε χυτά τσιμέντα με χαμηλή περιεκτικότητα σε τσιμέντο περιλαμβάνουν κυρίως ενεργό καπνό πυριτίας, σκόνη -Al2O3 και σκόνη Cr2O3, με περιεκτικότητα (%) 93,2%, μεγαλύτερη από 90% και μεγαλύτερη από 99%, αντίστοιχα. Η κατανομή μεγέθους σωματιδίων αυτών των τριών τύπων εξαιρετικά λεπτών σκονών φαίνεται στον παρακάτω πίνακα. Ο πίνακας δείχνει ότι τα σωματίδια μικρότερα από 1,0 mm αντιπροσωπεύουν περισσότερο από το 71%.
Τα πυρίμαχα χυτά υλικά έχουν την ίδια αναλογία μίγματος, με περιεκτικότητα σε CaO περίπου 0,6%. Τρεις ομάδες δειγμάτων παρασκευάστηκαν προσθέτοντας ενεργό SiO2, -Al2O3 (-σκόνη αλουμίνας) και ένα σύνθετο και από τις δύο εξαιρετικά λεπτές σκόνες, αντίστοιχα, στην ίδια ποσότητα. Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία θέρμανσης, αυξάνεται η αντοχή των χυτών υλικών με διαφορετικές εξαιρετικά λεπτές σκόνες.
Παρατηρείται επίσης ότι διαφορετικές εξαιρετικά λεπτές σκόνες συμβάλλουν διαφορετικά στην αντοχή των χυτών. Η χυτεύσιμη με ίση ποσότητα ενεργού SiO2 και -Al2O3 σύνθετης εξαιρετικά λεπτής σκόνης παρουσιάζει την υψηλότερη αντοχή, ακολουθούμενη από τη χυτεύσιμη με ενεργό εξαιρετικά λεπτή σκόνη SiO2, ενώ η χυτεύσιμη με εξαιρετικά λεπτή σκόνη αλουμίνας έχει τη χαμηλότερη αντοχή. Σε θερμοκρασία θέρμανσης 1500 βαθμών, η αντοχή των χυτών με τους τρεις τύπους εξαιρετικά λεπτών σκονών είναι βασικά παρόμοια. Αυτό σημαίνει ότι κατά την παρασκευή χυτεύσιμων υλικών με χαμηλή περιεκτικότητα σε πυρίμαχο τσιμέντο, οι σύνθετες εξαιρετικά λεπτές σκόνες είναι οι καλύτερες, και όταν χρησιμοποιούνται μόνες τους, θα πρέπει να προτιμάται η ενεργή εξαιρετικά λεπτή σκόνη SiO2.
Ωστόσο, η αύξηση της ποσότητας της εξαιρετικά λεπτής σκόνης SiO2 θα μειώσει την περιεκτικότητα σε Al2O3 στο χυτεύσιμο και θα αυξήσει τον ελεύθερο χαλαζία, οδηγώντας αναπόφευκτα σε μείωση της αντίστασης του χυτεύσιμου στη σκωρία. Για παράδειγμα, η αναλογία ανάμειξης του χυτεύσιμου πυρίμαχου υλικού για σιδερένιες γούρνες είναι: 70% υψηλής-αλουμίνας αδρανή, 14,2% SiC, 5,8% C, 0,2% διασκορπιστικό, 6,5% νερό και 10% υψηλός-αλουμίνας σε σκόνη και σκόνη ultrafin SiO2. Πραγματοποιήθηκαν δοκιμές αντοχής στη σκωρία χρησιμοποιώντας τη μέθοδο του χωνευτηρίου σε αναγωγική ατμόσφαιρα. Συνθήκες δοκιμής: τυπική βασικότητα σκωρίας 1.105, θερμοκρασία θέρμανσης και χρόνος διατήρησης 1500 μοίρες, 4 ώρες. Με την αύξηση της περιεκτικότητας σε εξαιρετικά λεπτή σκόνη SiO2, υπάρχει μια βέλτιστη τιμή για την αντοχή στη σκωρία. Δηλαδή, η καλύτερη αντοχή στη σκωρία επιτυγχάνεται όταν η περιεκτικότητα σε εξαιρετικά λεπτή σκόνη είναι περίπου 5%.
Με την αναλογία χυτεύσιμου μίγματος και τη συνδυασμένη περιεκτικότητα πυρίμαχης λεπτής σκόνης και εξαιρετικά λεπτής σκόνης να παραμένει σταθερή, η αντοχή σε θλίψη μετά το ψήσιμο στους 1600 βαθμούς αυξάνεται επίσης με την αύξηση της περιεκτικότητας σε εξαιρετικά λεπτή σκόνη, αλλά υπάρχει μια βέλτιστη τιμή. Με την εξαιρετικά λεπτή σκόνη SiO2 να αντιστοιχεί περίπου στο 5%, και τις εξαιρετικά λεπτές σκόνες Al2O3 και Cr2O3 να αντιπροσωπεύουν περίπου το 7%, η αντοχή είναι καλή και άλλες ιδιότητες είναι επίσης εξαιρετικές. Όσον αφορά τον τύπο της εξαιρετικά λεπτής σκόνης, η εξαιρετικά λεπτή σκόνη SiO2 έχει το καλύτερο ενισχυτικό αποτέλεσμα, ακολουθούμενη από την εξαιρετικά λεπτή σκόνη Al2O3, ενώ η εξαιρετικά λεπτή σκόνη Cr2O3 έχει ένα φτωχό ενισχυτικό αποτέλεσμα. Παρατηρείται επίσης ότι το ενισχυτικό αποτέλεσμα της εξαιρετικά λεπτής σκόνης Si02 είναι 2,5 έως 4,4 φορές υψηλότερο από τους δύο τελευταίους τύπους.
ΑΡ.02 Προσμίξεις
Υπάρχουν πολλά είδη προσμείξεων. Εδώ, λαμβάνουμε τα διασκορπιστικά και τους παράγοντες μείωσης του νερού-ως παραδείγματα για να δείξουμε τον αντίκτυπό τους στην απόδοση των χυτεύσιμων υλικών με χαμηλή περιεκτικότητα σε τσιμέντο.
Όταν η αναλογία μίγματος του χυτού υλικού είναι σταθερή, η προσθήκη διαφορετικών ποσοτήτων διασκορπιστικού μπορεί να μειώσει την απαιτούμενη ποσότητα νερού κατασκευής. Όταν η ποσότητα του νερού κατασκευής είναι σταθερή, υπάρχει μια βέλτιστη τιμή για την αποξηραμένη θλιπτική αντοχή καθώς αυξάνεται η ποσότητα του διασκορπιστικού. Δηλαδή, η αντοχή είναι καλύτερη όταν η περιεκτικότητα σε διασκορπιστικό είναι 0,15% έως 0,2%. Όταν δεν προστίθεται νερό-αναγωγικός παράγοντας ή η δόση υπερβαίνει το 0,5%, η αντοχή μειώνεται ή το δείγμα ραγίζει. Αυτό οφείλεται στην κακή ρευστότητα του χυτού και στην έλλειψη πυκνότητας στο χυτό σώμα.
Υπάρχουν πολλοί τύποι παραγόντων μείωσης του νερού-και η κατάλληλη επιλογή θα πρέπει να γίνει μέσω δοκιμών. Μετά τον προσδιορισμό της αναλογίας μίγματος χυτεύσιμου κορούνδιου εξαιρετικά χαμηλού τσιμέντου, πολυφωσφορικό νάτριο, συμπυκνώματα πολυκυαναμιδίου και συμπυκνώματα σουλφονικής ναφθαλίνης χρησιμοποιήθηκαν ως παράγοντες μείωσης του νερού-και οι κατάλληλες δόσεις εξετάστηκαν για την παρασκευή πυρίμαχων χυτών. Τα χυτά χωρίς νερό-αναγωγικούς παράγοντες υποφέρουν από αυθόρμητη συσσωμάτωση εξαιρετικά λεπτών σκονών, οι οποίες δεν μπορούν να γεμίσουν αποτελεσματικά τους πόρους και έχουν εξαιρετικά ανομοιόμορφη κατανομή. Μεγάλη ποσότητα νερού παγιδεύεται στις κροκίδες ή γεμίζει τους πόρους, με αποτέλεσμα αυξημένη κατανάλωση νερού, χαμηλή χύδην πυκνότητα, υψηλό πορώδες και χαμηλή αντοχή μετά τη θερμική επεξεργασία, και είναι επίσης δυσμενές για πυροσυσσωμάτωση. Τα πολυφωσφορικά άλατα έχουν ένα ορισμένο αποτέλεσμα διασποράς και{8}}μειώνοντας το νερό, το οποίο μπορεί, σε κάποιο βαθμό, να αποτρέψει την αυθόρμητη συσσώρευση εξαιρετικά λεπτών σκονών, επιτρέποντάς τους να κατανεμηθούν πληρέστερα στους πόρους, βελτιώνοντας τη χρήση του νερού και μειώνοντας την κατανάλωση νερού κατά περίπου 17%.
Επομένως, η αυξημένη πυκνότητα όγκου και το μειωμένο πορώδες του χυτού υλικού, σε σύγκριση με το μη επεξεργασμένο χυτό, οδήγησε σε 0,6-1,9 φορές αύξηση της αντοχής σε θλίψη μετά την πυροδότηση και 1,25 φορές αύξηση της αντοχής σε κάμψη σε υψηλή{{4} θερμοκρασία. Οι παράγοντες Β και Γ είναι οργανικοί-υψηλής απόδοσης-αναγωγικοί παράγοντες του νερού, με ιδιαίτερα σημαντικά αποτελέσματα μείωσης της διασποράς του νερού-, επιτυγχάνοντας ποσοστά μείωσης του νερού 25% και 28% αντίστοιχα. Σε σύγκριση με το μη επεξεργασμένο χυτό, η πυκνότητα όγκου αυξήθηκε κατά περίπου 3,5%, το πορώδες μειώθηκε κατά 15%, η αντοχή σε θλίψη μετά το ψήσιμο αυξήθηκε κατά 1-4 φορές και η αντοχή κάμψης σε υψηλή{{18} θερμοκρασία αυξήθηκε κατά περισσότερο από 3,5 φορές. Είναι επίσης προφανές ότι ο παράγοντας C είναι πιο αποτελεσματικός από τον παράγοντα Β. Συμπερασματικά, πρέπει να προστεθούν παράγοντες μείωσης του νερού κατά την παρασκευή χυτών υλικών χαμηλής αντοχής σε τσιμέντο και θα πρέπει να προτιμώνται οργανικοί παράγοντες μείωσης του νερού υψηλής απόδοσης.
ΝΟ.03 Σκόνη Αλουμινίου
Σε πυρίμαχα χυτά σιδερένια σκάφη, γενικά προστίθεται μεταλλική σκόνη αλουμινίου για να επιταχύνει το στέγνωμα και να ενισχύσει τη χύτευση. Το μέγεθος των σωματιδίων και η δοσολογία του έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην απόδοση του χυτού και θα πρέπει να επιλέγονται κατάλληλα.
Σε χυτές τσιμέντου με Al2O3-SiC-C ultra-, όσο μικρότερο είναι το μέγεθος σωματιδίων της σκόνης αλουμινίου και όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία περιβάλλοντος κατά την κατασκευή, τόσο πιο έντονη είναι η χημική αντίδραση, τόσο περισσότερο αέριο παράγεται και τόσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του υλικού. Αυτό είναι ευεργετικό για την αφυδάτωση του χυτού, επιτρέποντας το γρήγορο ψήσιμο. Ωστόσο, μια υπερβολικά γρήγορη αντίδραση μπορεί εύκολα να οδηγήσει σε λανθασμένη ρύθμιση, η οποία είναι επιζήμια για τη δύναμη. Οι αναλογίες ανάμειξης του χυτού υλικού παραμένουν οι ίδιες. Τα μεγάλα μεγέθη σωματιδίων σκόνης αλουμινίου είναι επιζήμια για την αντοχή, ενώ τα υπερβολικά μικρά μεγέθη σωματιδίων προσφέρουν κάποιο όφελος στη θλιπτική αντοχή κατά την ξήρανση, αλλά άλλες αντοχές μειώνονται. Ένα μέγεθος σωματιδίων 88-44 mm έχει ως αποτέλεσμα καλύτερη αντοχή. Η ποσότητα σκόνης αλουμινίου που χρησιμοποιείται θα πρέπει να προσδιορίζεται με βάση την απόδοση του πυρίμαχου χυτού υλικού και τις συνθήκες κατασκευής. θα πρέπει να χρησιμοποιείται όσο το δυνατόν λιγότερο, διασφαλίζοντας παράλληλα καλό εξαερισμό και γρήγορο στέγνωμα.
ΑΡ.04 Πρόσθετα
Στα χυτά υλικά Al2O3-SiC-C εξαιρετικά-χαμηλού τσιμέντου, θα πρέπει να προστεθούν υλικά SiC και άνθρακα για να βελτιωθεί η αντοχή τους στη σκωρία και η θερμική σταθερότητά τους. Τα πειράματα και η χρήση έχουν αποδείξει ότι η ποιότητα και η δοσολογία του SiC και των υλικών άνθρακα έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην απόδοση των χυτών και θα πρέπει να επιλέγονται ορθολογικά. Επιπλέον, ο βαθμός και η δοσολογία ποικίλλουν ανάλογα με το μέγεθος της υψικάμινου και τη θέση εφαρμογής. Γενικά,-υψηλής ποιότητας SiC και άνθρακας χρησιμοποιούνται στην κύρια σιδερένια σκάφη ή στη σκωρία-μεγάλων και μεσαίου μεγέθους υψικάμινων, ενώ υλικά κατώτερης-ποιότητας SiC και άνθρακα χρησιμοποιούνται σε μεσαίες και μικρές υψικάμινους. η δοσολογία του SiC είναι γενικά 5% έως 35%. Τα υλικά άνθρακα περιλαμβάνουν κυρίως πίσσα, νιφάδα γραφίτη, σκόνη ηλεκτροδίων και γήινο γραφίτη, με δοσολογία 2% έως 6%.
Σε πυρίμαχα χυτά υλικά από σίδηρο, τα υλικά SiC και άνθρακα προστίθενται γενικά σε μορφή λεπτής σκόνης, ενώ προτιμάται το εξαιρετικά λεπτό SiC. Επειδή αυτό το υλικό περιέχει υλικά SiC και άνθρακα, η αντίστασή του στην οξείδωση μειώνεται. Η οξείδωση του άνθρακα αφήνει περισσότερους μικροπόρους, επιτρέποντας στο λιωμένο σίδηρο ή τη σκωρία να διεισδύει συνεχώς στο εσωτερικό, σχηματίζοντας ένα στρώμα απανθράκωσης και οδηγώντας σε φθορά της επένδυσης. Η προσθήκη μεταλλικής σκόνης αλουμινίου μπορεί να βελτιώσει την αντίσταση στην οξείδωση του χυτού υλικού. Πειράματα έδειξαν ότι η συνδυασμένη χρήση σκόνης μεταλλικού πυριτίου, δηλαδή σκόνης Al και σκόνης Si, έχει ως αποτέλεσμα καλύτερη αντοχή στην οξείδωση και βελτιωμένη αντοχή του χυτού υλικού. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η αντίδραση μεταλλικού πυριτίου και αλουμινίου με άνθρακα σε υψηλές θερμοκρασίες για σχηματισμό SiC και Al4C3 οδηγεί σε μια πιο πυκνή μικροδομή και επιφάνεια.
Σε πυρίμαχα χυτά υλικά με χαμηλό τσιμέντο Al2O3-SiO2, η προσθήκη 2%–8% λεπτής σκόνης κυανίτη σε υψηλές θερμοκρασίες 1200–1400 βαθμών προάγει το σχηματισμό μουλλίτη, αυξάνοντας έτσι την αντοχή του. Αυτό σημαίνει ότι ο κυανίτης δρα όχι μόνο ως διογκωτικός παράγοντας αλλά και ως ανοργανοποιητικός παράγοντας.
