Inställningen och härdningen avlåga cement eldfasta gjutgodsberor främst på koagulering och bindning. Därför är rollen som ultrafint pulver avgörande, eftersom det är en nyckelfaktor som bestämmer och påverkar dess prestanda. Samtidigt kan tillsatsernas inverkan på dess prestanda inte ignoreras.
NO.01 Ultrafint pulver
De ultrafina pulvren i gjutgods med låg cementhalt inkluderar huvudsakligen aktiv kiseldioxid, -Al₂O₃-pulver och Cr₂O₃-pulver, med en halt (%) på 93,2 %, mer än 90 % respektive mer än 99 %. Partikelstorleksfördelningen för dessa tre typer av ultrafina pulver visas i tabellen nedan. Tabellen visar att partiklar mindre än 1,0 mm står för mer än 71 %.
De eldfasta gjutgodset har samma blandningsandel, med en CaO-halt på cirka 0,6 %. Tre grupper av prover framställdes genom att tillsätta aktivt SiO2, -Al2O3 (-aluminiumoxidpulver) respektive en komposit av båda ultrafina pulvren i samma mängd. När uppvärmningstemperaturen ökar ökar styrkan hos gjutgods med olika ultrafina pulver.
Det observeras också att olika ultrafina pulver bidrar olika till styrkan hos gjutmaterialen. Det gjutbara med lika mängd aktivt SiO₂ och -Al₂O₃ komposit ultrafint pulver uppvisar den högsta styrkan, följt av det gjutbara med aktivt SiO₂ ultrafint pulver, medan det gjutbara med ultrafint aluminiumoxidpulver har den lägsta styrkan. Vid en uppvärmningstemperatur på 1500 grader är styrkan hos gjutgods med de tre typerna av ultrafina pulver i princip lika. Detta innebär att vid framställning av eldfasta gjutgods med låg cementhalt är ultrafina kompositpulver bäst, och när de används ensamma bör aktivt SiO2 ultrafint pulver föredras.
En ökning av mängden SiO2 ultrafint pulver kommer emellertid att minska Al2O3-innehållet i gjutmaterialet och öka fritt kvarts, vilket oundvikligen leder till en minskning av slaggmotståndet hos gjutmaterialet. Blandningsandelen av det gjutbara eldfasta materialet för järntråg är till exempel: 70 % hög-aluminiumoxidaggregat, 14,2 % SiC, 5,8 % C, 0,2 % dispergeringsmedel, 6,5 % vatten och 10 % hög-aluminiumoxidpulver och SiO₂ kombinerat ultrafint pulver. Slaggresistenstest utfördes med användning av degelmetoden under en reducerande atmosfär. Testförhållanden: standardslaggbasitet 1.105, uppvärmningstemperatur och hålltid 1500 grader, 4h. Med ökande SiO₂ ultrafint pulverhalt finns det ett optimalt värde för slaggbeständighet; det vill säga den bästa slaggresistensen uppnås när den ultrafina pulverhalten är runt 5 %.
Med den gjutbara blandningsproportionen och det kombinerade innehållet av eldfast fint pulver och ultrafint pulver förblir konstant, ökar även tryckhållfastheten efter bränning vid 1600 grader med ökande ultrafint pulverhalt, men det finns ett optimalt värde. Med SiO2 ultrafint pulver som står för ungefär 5 % och Al2O3 och Cr2O3 ultrafina pulver står för ungefär 7 %, är styrkan god och andra egenskaper är också utmärkta. När det gäller ultrafin pulvertyp har SiO2 ultrafint pulver den bästa förstärkningseffekten, följt av Al2O3 ultrafint pulver, medan Cr2O3 ultrafint pulver har en dålig förstärkningseffekt. Det observeras också att den förstärkande effekten av SiO2 ultrafint pulver är 2,5 till 4,4 gånger högre än de två senare typerna.
NO.02 Tillsatser
Det finns många typer av tillsatser. Här tar vi dispergeringsmedel och vatten-reduktionsmedel som exempel för att illustrera deras inverkan på prestandan hos eldfasta gjutgods med låg cement.
När blandningsandelen av gjutgodset är konstant kan tillsättning av olika mängder dispergeringsmedel minska mängden byggvatten som krävs. När mängden konstruktionsvatten är konstant finns ett optimalt värde för den torkade tryckhållfastheten då mängden dispergeringsmedel ökar. Det vill säga styrkan är bäst när dispergermedelshalten är 0,15 % till 0,2 %. När inget vatten-reduktionsmedel tillsätts eller doseringen överstiger 0,5 % försämras styrkan eller provet spricker. Detta beror på gjutmaterialets dåliga flytbarhet och bristen på densitet i den gjutna kroppen.
Det finns många typer av vattenreduktionsmedel- och lämpligt urval bör göras genom testning. Efter bestämning av blandningsandelen av ultra-låg cement-korundgjutbar, användes natriumpolyfosfat-, polycyanamidkondensat och naftalensulfonatkondensat som vatten-reduktionsmedel och lämpliga doser sållades för att framställa eldfasta gjutmaterial. Gjutgods utan vatten-reduktionsmedel lider av spontan agglomerering av ultrafina pulver, som inte effektivt kan fylla porerna och har extremt ojämn fördelning. En stor mängd vatten fångas i flockarna eller fyller porerna, vilket resulterar i ökad vattenförbrukning, låg skrymdensitet, hög porositet och låg hållfasthet efter värmebehandling, och är också ogynnsamt för sintring. Polyfosfater har en viss dispergerande och vatten-reducerande effekt, vilket i viss mån kan förhindra spontan agglomerering av ultrafina pulver, vilket gör att de kan fördelas mer fullständigt i porerna, vilket förbättrar vattenutnyttjandet och minskar vattenförbrukningen med cirka 17 %.
Därför resulterade den ökade bulkdensiteten och den minskade porositeten hos det gjutbara materialet, jämfört med det obehandlade gjutmaterialet, i en 0,6-1,9 gånger ökning av tryckhållfastheten efter bränning och en 1,25 gånger ökning av hög-böjhållfasthet. Medlen B och C är organiska högeffektiva vatten-reduktionsmedel, med särskilt betydande dispergerande vattenreducerande effekter-, vilket ger en vattenreduktion på 25 % respektive 28 %. Jämfört med det obehandlade gjutmaterialet ökade deras bulkdensitet med cirka 3,5 %, porositeten minskade med 15 %, tryckhållfastheten efter bränning ökade med 1-4 gånger och hög-böjhållfastheten ökade med mer än 3,5 gånger. Det är också uppenbart att medel C är effektivare än medel B. Sammanfattningsvis måste vatten-reduceringsmedel tillsättas när man bereder eldfasta gjutgods med låg cementhalt, och organiska högeffektiva vattenreducerande medel bör föredras.
NO.03 Aluminiumpulver
I eldfasta gjutgods av järntråg tillsätts vanligtvis metalliskt aluminiumpulver för att påskynda torkning och stärka gjutgodset. Dess partikelstorlek och dosering har en betydande inverkan på gjutmaterialets prestanda och bör väljas på lämpligt sätt.
I Al₂O₃-SiC-C ultra-låg cementgjutgods, ju mindre partikelstorleken på aluminiumpulvret är och ju högre omgivningstemperaturen är under konstruktionen, desto kraftigare blir den kemiska reaktionen, desto mer gas produceras och desto högre materialtemperatur. Detta är fördelaktigt för uttorkningen av gjutmaterialet, vilket möjliggör snabb bakning; dock kan en alltför snabb reaktion lätt leda till falsk inställning, vilket är skadligt för styrkan. Blandningsproportionerna för gjutmaterialet förblir desamma. Stora partikelstorlekar av aluminiumpulver är skadliga för styrkan, medan alltför små partikelstorlekar ger en viss fördel för tryckhållfastheten under torkning, men andra styrkor minskar. En partikelstorlek på 88-44 mm ger bättre hållfasthet. Mängden aluminiumpulver som används bör bestämmas baserat på det eldfasta gjutmaterialets prestanda och konstruktionsförhållandena; den ska användas så lite som möjligt samtidigt som den säkerställer god ventilation och snabb torkning.
NO.04 Tillsatser
I Al₂O₃-SiC-C ultra-låg cementgjutgods bör SiC och kolmaterial tillsättas för att förbättra deras slaggbeständighet och termiska stabilitet. Experiment och användning har visat att kvaliteten och doseringen av SiC och kolmaterial har en betydande inverkan på prestanda hos gjutgods och bör väljas rationellt. Dessutom varierar kvalitet och dosering beroende på masugnens storlek och appliceringsplatsen. I allmänhet används SiC- och kolmaterial av hög-kvalitet i huvudjärntråget eller slaggtråget i stora och medelstora-masugnar, medan SiC- och kolmaterial av lägre-kvalitet används i medelstora och små masugnar; dosen av SiC är i allmänhet 5 % till 35 %. Kolmaterial inkluderar huvudsakligen beck, flinggrafit, elektrodpulver och jordnära grafit, med en dosering på 2 % till 6 %.
I eldfasta gjutgods av järntråg tillsätts SiC och kolmaterial i allmänhet i fin pulverform, varvid ultrafin SiC föredras. Eftersom detta material innehåller SiC och kolmaterial minskar dess oxidationsbeständighet. Koloxidation lämnar fler mikroporer, vilket tillåter smält järn eller slagg att kontinuerligt penetrera det inre, vilket bildar ett avkolat lager och leder till skador på fodret. Att lägga till metalliskt aluminiumpulver kan förbättra oxidationsbeständigheten hos gjutmaterialet. Experiment har visat att den kombinerade användningen av metalliskt kiselpulver, dvs Al-pulver och Si-pulver, resulterar i bättre oxidationsbeständighet och förbättrad hållfasthet hos gjutmaterialet. Detta beror på att reaktionen mellan metalliskt kisel och aluminium med kol vid höga temperaturer för att bilda SiC och Al4C3 leder till en tätare mikrostruktur och yta.
I Al₂O₃-SiO₂ eldfasta gjutgods med låg cement, främjar tillsatsen av 2 %–8 % fint kyanitpulver vid höga temperaturer på 1200–1400 grader bildningen av mullit, vilket ökar dess styrka. Detta innebär att kyanit inte bara fungerar som ett expanderande medel utan också som ett mineraliseringsmedel.
