I. Αρχές παρασκευής χυτών τσιμέντου
Η προετοιμασία τουπυρίμαχα χυτά τσιμένταθα πρέπει να λάβει ως βασικούς στόχους τη "μείωση της περιεκτικότητας σε τσιμέντο, τη βελτιστοποίηση της μικροδομής και τη βελτίωση της απόδοσης σε υψηλές-θερμοκρασίες" και να ακολουθήσει αυστηρά τις ακόλουθες τέσσερις αρχές για να διασφαλίσει ότι έχει εργασιμότητα και σταθερότητα υπηρεσιών:
1. Αρχή βελτιστοποίησης ταξινόμησης σωματιδίων
Η ταξινόμηση σωματιδίων είναι η βάση για τον προσδιορισμό της χύδην πυκνότητας, του πορώδους και της αντοχής των χυτών. Πρέπει να ακολουθεί τη "θεωρία της πλησιέστερης συσκευασίας" και συνήθως υιοθετεί ένα σχέδιο βαθμολόγησης τριών-επιπέδων ή τεσσάρων-επιπέδων:
1) Χονδρό αδρανή (5-15mm): αντιπροσωπεύει 30%-45%, παίζει κυρίως ρόλο στήριξης του σκελετού και πρέπει να επιλέγονται πρώτες ύλες με καλή χημική σταθερότητα και χαμηλό συντελεστή θερμικής διαστολής (όπως βωξίτης υψηλής περιεκτικότητας σε αλουμίνα, κορούνδιο) για την αποφυγή δομικών ρωγμών λόγω μεταβολών όγκου σε υψηλές θερμοκρασίες.
2) Μεσαία αδρανή (1-5mm): αντιπροσωπεύει το 20%-30%, γεμίζει τα κενά μεταξύ χονδροειδών αδρανών, βελτιώνει τη ρευστότητα του υλικού και πρέπει να ταιριάζει με τη σύνθεση των χονδροειδών αδρανών για μείωση των αντιδράσεων διεπαφής.
3) Λεπτή σκόνη (0,074-1mm): αντιπροσωπεύει το 15%-25%, συμπληρώνοντας περαιτέρω τα κενά μεταξύ των αδρανών και βελτιώνοντας την πυκνότητα. Το μέγεθος των σωματιδίων της λεπτής σκόνης πρέπει να ελέγχεται εντός ενός λογικού εύρους. Η πολύ χοντρή σκόνη θα οδηγήσει εύκολα σε χαλαρή στοίβαξη, ενώ η πολύ λεπτή σκόνη θα αυξήσει τη ζήτηση νερού.
4) Micro σκόνη (<0.074mm): accounts for 5%-15%, including mineral micro powder (such as silica fume, alumina micro powder) and cement clinker micro powder. It is the key to achieving "low cement". Through the ball effect of micro powder and the reaction with volcanic ash, the cement dosage is reduced and the strength is improved.
2. Αρχή ακριβούς ελέγχου της δοσολογίας τσιμέντου
Η δοσολογία τσιμέντου (κυρίως αλουμινικό τσιμέντο) των χυτών πυρίμαχων τσιμέντων είναι συνήθως Μικρότερη ή ίση με 8% (κλάσμα μάζας). Πρέπει να επιτευχθεί μια ισορροπία μεταξύ "μείωσης δόσης" και "διασφάλισης κατασκευής και πρώιμης αντοχής":
(1) Ελάχιστη αποτελεσματική δόση: Προσδιορίστε τη δόση τσιμέντου σύμφωνα με το σκοπό του χυτεύσιμου (π.χ.. 5%-7% για επενδύσεις κλιβάνων υψηλής-θερμοκρασίας, 7%-8% για σωλήνες χαμηλής-θερμοκρασίας), αποφεύγοντας την υπερβολική δοσολογία που θα οδηγήσει σε τήξη των θερμίδων CA6, C12A7) σε υψηλές θερμοκρασίες, οι οποίες θα μειώσουν την ανθεκτικότητα.
(2) Συνέργεια με μικροσκόνη: Μέσω της ποζολανικής αντίδρασης καπνού διοξειδίου του πυριτίου και μικροσκόνης αλουμίνας, συνδυάζονται με προϊόντα ενυδάτωσης τσιμέντου (π.χ. CAH10, C2AH8) για να σχηματίσουν σταθερή γέλη C-A-S{8}}H ή στήλη CA6 για τη μείωση της αντοχής των κρυστάλλων, λόγω της μείωσης της αντοχής των κρυστάλλων.
3. Αρχή της ισορροπίας μεταξύ ζήτησης νερού και ρευστότητας
Η ζήτηση νερού επηρεάζει άμεσα την πυκνότητα, το πορώδες και την εργασιμότητα των χυτών και πρέπει να ελέγχεται εντός του χαμηλότερου εύλογου εύρους (συνήθως 5%-8%):
(1) Μειώστε τη ζήτηση νερού: Με την προσθήκη-μειωτών νερού υψηλής απόδοσης (όπως πολυκαρβοξυλικά οξέα και σειρές ναφθαλίνης), μειώνεται η έλξη μεταξύ των σωματιδίων, επιτυγχάνεται υψηλή ρευστότητα σε χαμηλή περιεκτικότητα σε νερό και αποφεύγεται ο σχηματισμός διαμπερών πόρων μετά από υπερβολική εξάτμιση νερού.
(2) Προσαρμογή ρευστότητας: Ρυθμίστε τη ρευστότητα σύμφωνα με τη μέθοδο κατασκευής (όπως άντληση και δόνηση). Η διαστολή των αντλούμενων υλικών πρέπει να είναι μεγαλύτερη ή ίση με 250 mm και η διαστολή των δονούμενων υλικών πρέπει να είναι μεγαλύτερη ή ίση με 200 mm. Ταυτόχρονα, αποφύγετε την υπερβολική ροή που προκαλεί διαστρωμάτωση αδρανών.
4. Αρχές ελέγχου σταθερότητας όγκου
Τα χυτά πυρίμαχα τσιμέντα είναι επιρρεπή σε αλλαγές όγκου κατά τη θέρμανση λόγω αλλαγής φάσης και αποσύνθεσης προϊόντων ενυδάτωσης. Αυτό απαιτεί επιλογή πρώτης ύλης και έλεγχο προσθέτων:
(1) Αντιστάθμιση διόγκωσης πρώτης ύλης: Προσθέστε μια κατάλληλη ποσότητα διογκωτικού παράγοντα (όπως κυανίτης και σιλλιμανίτης, που μετατρέπονται σε μουλλίτη σε υψηλή θερμοκρασία και διαστέλλονται κατά 10%-15%) για να αντισταθμίσετε τη συρρίκνωση που προκαλείται από την αποσύνθεση των προϊόντων ενυδάτωσης τσιμέντου (όπως το CAH10 που αποσυντίθεται σε όγκο sh10,0-2 με περίπου 0°C 10%);
(2) Βελτιστοποίηση μικροδομής: Μέσω της πλήρωσης μικροσκόνης και της κατευθυντικής ανάπτυξης κρυστάλλων (όπως η σύμπλεξη στηλών κρυστάλλων CA6), η χαλαρή δομή κατά τη θέρμανση μειώνεται και βελτιώνεται η σταθερότητα του όγκου. Συνήθως απαιτείται ο ρυθμός γραμμικής μεταβολής μετά την πυροδότηση στις 1100 μοίρες να ελέγχεται εντός ±0,5%.
2. Βασικές πρώτες ύλες που επηρεάζουν την απόδοση χυτών υλικών χαμηλής ποιότητας τσιμέντου
Η απόδοση των χαμηλών χυτεύσιμων υλικών τσιμέντου (πυρίμαχα, αντοχή, σταθερότητα θερμικών κραδασμών και αντοχή στη διάβρωση) καθορίζεται από τη χημική σύνθεση, τη δομή των ορυκτών και την κατανομή μεγέθους σωματιδίων των πρώτων υλών. Οι βασικές πρώτες ύλες μπορούν να χωριστούν σε πέντε κατηγορίες:
1. Πυρίμαχο αδρανή: καθορίζει την πυρίμαχη βάση και την αντοχή του σκελετού του χυτού υλικού.
Τα πυρίμαχα αδρανή αντιπροσωπεύουν το 60%-75% και είναι ο "σκελετός" του χυτού. Η απόδοσή του καθορίζει άμεσα την ανθεκτικότητα και τη φέρουσα ικανότητα υψηλής θερμοκρασίας του χυτού:
(1) Υψηλή-αλουμίνα (Al2O3 μεγαλύτερη από ή ίση με 70%) Σύνθεση και απόδοση: Τα κύρια συστατικά είναι κορούνδιο και μουλλίτης, ανθεκτικότητα μεγαλύτερη από ή ίση με 1770 μοίρες, αντοχή σε θλίψη σε θερμοκρασία δωματίου μεγαλύτερη από ή ίση με 100 MPa σε υψηλή θερμοκρασία ή μεγαλύτερη αντοχή σε θλίψη (14 βαθμός) 50 MPa; Εφαρμόσιμα σενάρια: Επενδύσεις κλιβάνων μέσης και υψηλής θερμοκρασίας (όπως ζώνη ψησίματος περιστροφικού κλιβάνου τσιμέντου, κλίβανος μεταλλουργικής θέρμανσης), είναι απαραίτητο να αποφευχθούν οι υπερβολικές ακαθαρσίες (όπως Fe2O3, TiO2) για να αποφευχθεί ο σχηματισμός φάσεων χαμηλού σημείου τήξης (όπως 13, 250·Α βαθμοί τήξης. )
(2) Αδρανή κορούνδιου (Al2O3 Μεγαλύτερο ή ίσο με 90%): Σύνθεση και απόδοση: Κυρίως -κορούνδιο, πυκνή δομή, ανθεκτικότητα μεγαλύτερη ή ίση με 1850 μοίρες, αντίσταση στη διάβρωση (όπως αντίσταση σε τετηγμένο χάλυβα και διάβρωση από σκωρία είναι καλύτερη από την υψηλή{4} διάβρωση αλουμινίου. Ισχύοντα σενάρια: Περιβάλλον εξαιρετικά-υψηλής θερμοκρασίας (όπως η σιδερένια κοιλότητα της υψικαμίνου από χάλυβα και η κάμινος τήξης μη σιδηρούχων μετάλλων), είναι απαραίτητο να ελέγχεται η κατανομή μεγέθους σωματιδίων αδρανών για να αποφευχθεί το υπερβολικό χονδρό αδρανή που προκαλεί μείωση της σταθερότητας θερμικού σοκ.
2. Πυρίμαχη μικροσκόνη: Η μικροσκόνη πυρήνα για την επίτευξη "χαμηλού τσιμέντου" και απόδοσης
Η βελτίωση αντιστοιχεί στο 5%-15%, το οποίο είναι το κλειδί για τη διάκριση των πυρίμαχων χυτών με χαμηλή περιεκτικότητα σε τσιμέντο από τα συνηθισμένα χυτά. Περιλαμβάνει κυρίως:
(1) Alumina micropowder (Al₂O₃≥99%, D50=1-5μm): Mechanism of action: reacts with cement hydration products to form CA6 crystals, improving high-temperature strength; fills the gaps between aggregates and reduces porosity (can reduce apparent porosity from 18% to below 12%); Performance impact: Increasing the amount of micropowder can improve refractoriness, but excessive amount (>15%) θα αυξήσει τη ζήτηση νερού και πρέπει να χρησιμοποιηθεί με μειωτήρα νερού.
(2) Ατμός πυριτίου (SiO2 μεγαλύτερο ή ίσο με 90%, D50=0.1-0.5μm): Μηχανισμός δράσης: Έχει υψηλή ποζολανική δράση και αντιδρά με Ca(OH)2 που παράγεται από ενυδάτωση τσιμέντου για να σχηματίσει γέλη C-S-H, η οποία βελτιώνει την πρώιμη αντοχή. Τα σφαιρικά σωματίδια του μπορούν να μειώσουν την εσωτερική τριβή στο υλικό και να βελτιώσουν τη ρευστότητα. Προφυλάξεις: Η ποσότητα του καπνού πυριτίου που χρησιμοποιείται πρέπει να ελέγχεται (συνήθως 3%-8%). Η υπερβολική χρήση θα έχει ως αποτέλεσμα το χυτό να σχηματίσει μεγάλη ποσότητα γυαλιού χαμηλού σημείου τήξης (όπως CaO-SiO2-Al2O3, σημείο τήξης<1400°C) at high temperatures, reducing corrosion resistance.
3. Συνδετικό: Το κλειδί για τη διασφάλιση εργασιμότητας και ανάπτυξης αντοχής.
Το συνδετικό των χυτών υλικών χαμηλής-τσιμέντου είναι κυρίως αργιλικό τσιμέντο, συμπληρωμένο με χημική συγκόλληση λεπτής σκόνης. Η απόδοσή του επηρεάζει το χρόνο πήξης και την αντοχή του χυτού:
(1) Αλουμινικό τσιμέντο (CA-50, CA-70): Σύνθεση και χαρακτηριστικά: Το CA-50 περιέχει 50%-60% CA (μονοασβέστιο αργιλικό), έχει μέτριο χρόνο πήξης (αρχική πήξη μεγαλύτερος ή ίσος με 45 λεπτά, τελική πήξη μικρότερη από ή ίση με 10 ώρες) και υψηλή αντοχή σε πρώιμο όριο από 0 MP (1) Το CA-70 περιέχει μεγαλύτερη ή ίση με 70% CA, έχει υψηλότερη πρώιμη αντοχή, αλλά πήζει πιο γρήγορα και πρέπει να χρησιμοποιηθεί με επιβραδυντή. Επίδραση στην απόδοση: Η περιεκτικότητα σε CaO στο τσιμέντο επηρεάζει άμεσα την ανθεκτικότητα. Για κάθε 1% αύξηση του CaO, η ανθεκτικότητα μειώνεται κατά περίπου 15-20 βαθμούς. Επομένως, θα πρέπει να επιλέγεται τσιμέντο με χαμηλή περιεκτικότητα σε CaO (CA-70 CaO Λιγότερο ή ίσο με 22%).
(2) Επιβραδυντές/επιταχυντές ρύθμισης: Επιβραδυντές ρύθμισης (όπως κιτρικό οξύ και τρυγικό οξύ, που προστίθενται σε 0,05%-0,2%) επεκτείνουν τον χρόνο πήξης και είναι κατάλληλοι για μεταφορά σε μεγάλες αποστάσεις ή για εκχύσεις μεγάλου-όγκου. Οι επιταχυντές ρύθμισης (όπως Li2CO3 και CaCl2, που προστίθενται σε 0,01%-0,05%) συντομεύουν το χρόνο πήξης και είναι κατάλληλοι για περιβάλλοντα κατασκευής χαμηλών θερμοκρασιών (όπως χειμερινή κατασκευή). Ωστόσο, η υπερβολική χρήση πρέπει να αποφεύγεται, καθώς μπορεί να μειώσει την αντοχή.
4. Μειωτήρας νερού: Το βασικό πρόσθετο για την εξισορρόπηση της ζήτησης νερού και της ρευστότητας
Ο μειωτής νερού είναι το κλειδί για την επίτευξη «χαμηλού νερού και υψηλής ροής» σε πυρίμαχα χυτά τσιμέντα. Το ποσό προσθήκης είναι συνήθως 0,1%-0,5%:
(1) Μειωτήρας νερού πολυκαρβοξυλικού οξέος: Πλεονεκτήματα: Υψηλός ρυθμός μείωσης νερού (έως 30%-40%), καλή κατακράτηση καθίζησης (απώλεια διαστολής εντός 1 ώρας Λιγότερο ή ίσο με 20 mm), καλή συμβατότητα με αλουμινικό τσιμέντο και δεν προκαλεί υπερβολική επιβράδυνση. Επίδραση απόδοσης: Μπορεί να μειώσει τη ζήτηση νερού κατά 2-3 ποσοστιαίες μονάδες, να αυξήσει τη θλιπτική αντοχή του χυτού μετά την πυροδότηση στους 1100 βαθμούς κατά 15%-20% και να μειώσει το φαινομενικό πορώδες κατά 3-5 ποσοστιαίες μονάδες.
(2) Naphthalene water reducer: Features: Medium water reduction rate (20%-25%), low price, suitable for scenes with low fluidity requirements; Note: The dosage needs to be controlled. Excessive dosage (>0,5%) θα προκαλέσει την αποκόλληση του χυτού υλικού ή την απώλεια αντοχής.
5. Λειτουργικά πρόσθετα: ρύθμιση της σταθερότητας όγκου και ειδικών ιδιοτήτων
(1) Διαστολικός παράγοντας (κυανίτης, σιλλιμανίτης): Λειτουργία: σε υψηλή θερμοκρασία (1100-1400 μοίρες), μετατρέπεται σε μουλλίτη, διαστέλλεται κατά 10%-15%, αντισταθμίζει τη συρρίκνωση του χυτού και αποφεύγει τη ρωγμή. δοσολογία: συνήθως 3%-5%, η υπερβολική δόση θα οδηγήσει σε υπερβολική επέκταση του όγκου και θα δημιουργήσει εσωτερικό στρες.
(2) Αντιεκρηκτικός παράγοντας (μεταλλική σκόνη αλουμινίου, ποσότητα προσθήκης 0,1%-0,3%): - Λειτουργία: κατά τη διάρκεια της διαδικασίας θέρμανσης (200-600 μοίρες), οξειδώνεται αργά για να δημιουργήσει Al2O3, απελευθερώνει μια μικρή ποσότητα αερίου, εκκενώνει τη δομή του ελεύθερου θρυμματισμού και αποτρέπει τη διάλυση του νερού. στην ταχεία εξάτμιση του νερού σε υψηλή θερμοκρασία.
(3) Σταθεροποιητής θερμικού σοκ (καρβίδιο του πυριτίου, νιτρίδιο του πυριτίου, προστιθέμενη ποσότητα 5%-10%): Λειτουργία: Χρησιμοποιήστε τα χαρακτηριστικά χαμηλής διαστολής του καρβιδίου του πυριτίου (συντελεστής θερμικής διαστολής 4,5×10-6/βαθμός) και του νιτριδίου του πυριτίου (συντελεστής θερμικής διαστολής 160×2.6 βαθμού προς 3.2). να μειώσει τη θερμική καταπόνηση του χυτού και να βελτιώσει τη σταθερότητα του θερμικού σοκ (συνήθως ο αριθμός των υδρόψυκτων θερμικών σοκ μπορεί να αυξηθεί από 10 φορές σε περισσότερες από 20 φορές).
