Eldfasta gjutgodsupplever ofta en betydande minskning av styrkan vid mellantemperaturer (vanligtvis 800 grader -1000 grader eller högre). Detta beror huvudsakligen på uttorkning, omkristallisation och fysisk krympning av hydrater i bindemedlet, vilket leder till en porös struktur. För att förbättra mellantemperaturhållfastheten hos gjutgods av eldfast material kan man fokusera på flera kärndimensioner: råmaterialproportionering, optimering av bindemedelssystem, användning av tillsatser och konstruktionstekniker. Följande är specifika förbättringsstrategier:
I. Optimera råmaterial och kompensera för kemiska reaktioner
Detta är den mest direkta och effektiva metoden. Kärnan ska utnyttja volymexpansionen som genereras av den kemiska reaktionen för att kompensera för krympningen under sintringen.
1. Tillsats av fint Al₂O₃-pulver: Att tillsätta en lämplig mängd Al₂O₃ (alfa-aluminiumoxid) fint pulver för att aluminera eldfasta gjutgods är avgörande. Vid mellantemperaturer genomgår den en kemisk reaktion med expansionseffekt, som kompenserar för hållfasthetsminskningen orsakad av volymkrympning. Speciellt när bindemedlet är CA-70 hög-aluminiumoxidcement, kan tillsats av detta fina pulver till och med öka mellantemperaturstyrkan istället för att minska den.
2. Införande av aktiva fyllmedel: Ren aluminatcement kombineras med kiseldioxidrök. Vid 800-1200 grader reagerar kiseldioxidångan med kalciumoxid och bildar en anortitförstärkningsfas, som effektivt kan öka mellantemperaturhållfastheten med cirka 20 %.
II. Tillsats av sintringsmedel och expanderingsmedel
Genom att introducera specifika mineralråmaterial kan sintringsbeteendet eller volymstabiliteten hos materialet vid mellantemperaturer ändras.
1. Tillsats av mjuk lera (sintringsmedel): Tillsats av 3 %-6 % mjuk lera kan främja sintring av gjutmaterialet vid lägre temperaturer, förändra mikrostrukturen och därmed öka mellantemperaturhållfastheten-, till och med överstiga den ugnstorkade styrkan.
2. Användning av andalusit (hög-temperaturförstärkning): Även om andalusit primärt fungerar vid höga temperaturer (över 1300 grader), om formuleringen är korrekt utformad (tillsatt i fin pulverform), kan mulliten och överskottet av SiO₂ som genereras under dess sönderdelning vid höga temperaturer upprätthålla sekundär hållfasthet efter korsningstemperaturen, vilket är mycket hjälpsamt efter korsning.
3. Användning av borkarbid: Borkarbid mjuknar vid höga temperaturer och fäster på partikelytan, vilket bidrar till förtätning. B2O3-oxidfilmen som bildas på dess yta ger oxidationsbeständighet, medan de kolumnformiga kristallerna som genereras minskar porositeten och förbättrar mellantemperaturhållfastheten.
III. Förbättra bindningssystemet:
Bindemedlet är "skelettet" av de eldfasta gjutgods. Att välja ett lämpligt bindemedel kan i grunden förändra svagheten i mellantemperaturhållfastheten.
1. Användning av hög-cement: Ren kalciumaluminatcement (CA-70 eller högre kvalitet) bör användas när det är möjligt. Jämfört med vanlig CA-50-cement har den en bättre hållfasthetsretention i mellantemperatursteget.
2. Sammansatta bindemedel: Cement kombineras med kemiska bindemedel (som fosfater), eller så används kohesiva bindemedel (som silikasol och aluminiumoxidsol). Dessa bindningsmetoder bildar en stabil nätverksstruktur vid mellantemperaturer, till skillnad från rena hydratiseringsbindemedel som är benägna att kollapsa på grund av uttorkning.
IV. Mikrostruktur och partikelstorleksoptimering:
Fysiska metoder används för att göra materialets inre struktur mer kompakt och minska defekter.
1. Rimlig partikelstorleksfördelning: Optimera partikelfördelningen av aggregat (som korund och mullit), enligt principen om närmast packning för att minska den inre porositeten.
2. Introduktion av mikropulverteknologi: Tillsätt lämpliga mängder av aktiverat aluminiumoxidmikropulver eller kiseldioxidmikropulver, utnyttja mikropulvrets fyllnadseffekt för att minska skenbar porositet, öka materialdensiteten och därmed förbättra styrkan.
V. Konstruktions- och härdningskontroll:
Även med den bästa materialformuleringen för eldfasta gjutbara material kommer felaktig konstruktion att minska styrkan avsevärt.
1. Strikt kontroll av vattentillsats: Överdriven vattentillsats ökar porositeten avsevärt och minskar densiteten. Vattentillsatsmängden måste följas strikt enligt tillverkarens rekommenderade mängd under blandningen.
2. Standardisera bakningsprocessen: Vid uppvärmning vid medeltemperaturstadiet (särskilt 900 grader -1200 grader), måste tillräcklig hålltid säkerställas för att tillåta hydraterna att helt torka och omkristallisera, undvika sprickbildning eller lös struktur på grund av överdriven uppvärmning.
