Eldfasta gjutgods med låg cementhalt jämförs med traditionella eldfasta gjutgods av aluminatcement. Mängden cement som tillsätts i traditionella eldfasta gjutgods av aluminatcement är vanligtvis 12–20 %, och mängden vatten som tillsätts är generellt 9–13 %. På grund av den höga mängden tillsatt vatten har gjutgodset många porer, är inte tätt och har låg hållfasthet. På grund av den stora mängden tillsatt cement, även om högre normala och lågtemperaturhållfastheter kan erhållas, minskar hållfastheten på grund av den kristallina omvandlingen av kalciumaluminat vid medeltemperaturer. Det är uppenbart att den introducerade CaO:n reagerar med SiO2 och Al2O3 i gjutgodset för att generera vissa ämnen med låg smältpunkt, vilket resulterar i försämring av materialets högtemperaturegenskaper.
När ultrafint pulverteknik, högeffektiva tillsatsmedel och vetenskaplig partikelgradering används, reduceras cementhalten i gjutmaterialet till mindre än 8 % och vattenhalten till ≤7 %, och ett eldfast gjutmaterial med låg cementhalt kan framställas och bringas till ... CaO-halten är ≤2,5 %, och dess prestandaindikatorer överstiger i allmänhet de för eldfasta gjutmaterial av aluminatcement. Denna typ av eldfast gjutmaterial har god tixotropi, det vill säga att det blandade materialet har en viss form och börjar flyta med en liten yttre kraft. När den yttre kraften avlägsnas bibehåller det den erhållna formen. Därför kallas det även tixotropiskt eldfast gjutmaterial. Självflytande eldfast gjutmaterial kallas också tixotropiskt eldfast gjutmaterial. Tillhör denna kategori. Den exakta betydelsen av eldfasta gjutmaterial med låg cementhalt har hittills inte definierats. American Society for Testing and Materials (ASTM) definierar och klassificerar eldfasta gjutmaterial baserat på deras CaO-halt.
Täthet och hög hållfasthet är de enastående egenskaperna hos eldfasta gjutmaterial med låg cementhalt. Detta är bra för att förbättra produktens livslängd och prestanda, men det medför också problem vid bakning före användning, det vill säga att gjutning lätt kan uppstå om man inte är försiktig under bakningen. Fenomenet med sprängning kan kräva omgjutning, eller i allvarliga fall äventyra omgivande arbetares personliga säkerhet. Därför har olika länder också genomfört olika studier om bakning av eldfasta gjutmaterial med låg cementhalt. De viktigaste tekniska åtgärderna är: genom att formulera rimliga ugnskurvor och införa utmärkta explosionsskyddsmedel etc. kan detta göra att vatten i de eldfasta gjutmaterialen elimineras smidigt utan att orsaka andra biverkningar.
Ultrafinpulverteknik är nyckeltekniken för eldfasta gjutgods med låg cementhalt (för närvarande är de flesta ultrafina pulver som används i keramik och eldfasta material mellan 0,1 och 10 µm, och de fungerar huvudsakligen som dispersionsacceleratorer och strukturella förtätningsmedel). Den förra gör cementpartiklarna mycket dispergerade utan flockulering, medan den senare gör att mikroporerna i gjutkroppen fylls helt och förbättrar hållfastheten.
Vanligt förekommande typer av ultrafina pulver inkluderar SiO2, α-Al2O3, Cr2O3, etc. Den specifika ytan för SiO2-mikropulver är cirka 20 m2/g, och dess partikelstorlek är cirka 1/100 av cementpartikelstorleken, så det har goda fyllnadsegenskaper. Dessutom kan SiO2, Al2O3, Cr2O3-mikropulver, etc. också bilda kolloidala partiklar i vatten. När ett dispergeringsmedel är närvarande bildas ett överlappande elektriskt dubbelskikt på partiklarnas yta för att generera elektrostatisk repulsion, vilket övervinner van der Waals-kraften mellan partiklarna och minskar gränssnittsenergin. Det förhindrar adsorption och flockulering mellan partiklar; samtidigt adsorberas dispergeringsmedlet runt partiklarna för att bilda ett lösningsmedelsskikt, vilket också ökar gjutgodsets fluiditet. Detta är också en av mekanismerna för ultrafint pulver, det vill säga att tillsats av ultrafint pulver och lämpliga dispergeringsmedel kan minska vattenförbrukningen hos eldfasta gjutgods och förbättra fluiditeten.
Hårdningen och fastsättningen av eldfasta gjutgods med låg cementhalt är resultatet av den kombinerade effekten av hydreringsbindning och kohesionsbindning. Hydreringen och härdningen av kalciumaluminatcement består huvudsakligen av hydrering av de hydrauliska faserna CA och CA2 och kristalltillväxtprocessen för deras hydrater, det vill säga att de reagerar med vatten för att bilda hexagonala flingformade eller nålformade CAH10, C2AH8 och hydreringsprodukter såsom kubiska C3AH6-kristaller och Al2O3аq-geler, som sedan bildar en sammankopplad kondensations-kristallisationsnätverksstruktur under härdnings- och uppvärmningsprocesserna. Agglomereringen och bindningen beror på att det aktiva ultrafina SiO2-pulvret bildar kolloidala partiklar när det möter vatten och möter jonerna, vilket långsamt dissocieras från det tillsatta tillsatsmedlet (dvs. elektrolytämnet). Eftersom ytladdningarna hos de två är motsatta, det vill säga att kolloidytan har adsorberat motjoner, vilket orsakar £2. Potentialen minskar och kondensation uppstår när adsorptionen når den "isoelektriska punkten". Med andra ord, när den elektrostatiska repulsionen på ytan av de kolloidala partiklarna är mindre än dess attraktion, uppstår kohesiv bindning med hjälp av van der Waals kraft. Efter att det eldfasta gjutgodset blandat med kiseldioxidpulver har kondenserats, torkas och dehydreras de Si-OH-grupper som bildats på ytan av SiO2 för att överbrygga, vilket bildar en siloxan (Si-O-Si) nätverksstruktur, varigenom den härdas. I siloxan nätverksstrukturen minskar inte bindningarna mellan kisel och syre när temperaturen ökar, så styrkan fortsätter också att öka. Samtidigt, vid höga temperaturer, kommer SiO2 nätverksstrukturen att reagera med Al2O3 som är insvept i den för att bilda mullit, vilket kan förbättra styrkan vid medelhöga och höga temperaturer.
Publiceringstid: 28 februari 2024
