Kietėjimas ir sukietėjimasmažai cemento ugniai atsparūs liejiniaidaugiausia dėl koaguliacijos ir sukibimo. Todėl itin smulkių miltelių vaidmuo yra labai svarbus, nes yra pagrindinis veiksnys, lemiantis ir įtakojantis jų veikimą. Tuo pačiu metu negalima ignoruoti priemaišų įtakos jo veikimui.
NR.01 Itin smulkūs milteliai
Itin smulkūs milteliai, pagaminti iš liejamų su mažai cementu, daugiausia apima aktyvius silicio dioksido dūmus, -Al2O3 miltelius ir Cr2O3 miltelius, kurių kiekis (%) yra atitinkamai 93,2 %, didesnis nei 90 % ir didesnis nei 99 %. Šių trijų itin smulkių miltelių tipų dalelių dydžio pasiskirstymas parodytas toliau esančioje lentelėje. Lentelėje matyti, kad mažesnės nei 1,0 mm dalelės sudaro daugiau nei 71%.
Ugniai atsparūs liejiniai turi tą pačią mišinio proporciją, o CaO kiekis yra maždaug 0,6%. Trys mėginių grupės buvo paruoštos pridedant aktyvaus SiO₂, -Al₂O3 (- aliuminio oksido miltelių) ir abiejų itin smulkių miltelių kompozicijos atitinkamai tokiu pačiu kiekiu. Didėjant šildymo temperatūrai, didėja liejamųjų su skirtingais itin smulkiais milteliais stiprumas.
Taip pat pastebėta, kad skirtingi itin smulkūs milteliai nevienodai prisideda prie liejinių stiprumo. Didžiausias stiprumas yra liejamas su lygiu aktyvių SiO₂ ir -Al2O3 sudėtinių itin smulkių miltelių kiekiu, o po to yra liejamasis itin smulkiais SiO₂ milteliais, o liejamasis itin smulkiais aliuminio oksido milteliais turi mažiausią stiprumą. Kai kaitinimo temperatūra yra 1500 laipsnių, trijų tipų itin smulkių miltelių liejinių stiprumas iš esmės yra panašus. Tai reiškia, kad ruošiant mažai cemento ugniai atsparius liejinius, geriausiai tinka kompozitiniai itin smulkūs milteliai, o kai naudojami atskirai – aktyvūs SiO₂ itin smulkūs milteliai.
Tačiau padidinus itin smulkių SiO₂ miltelių kiekį, sumažės Al2O3 kiekis liejamoje medžiagoje ir padidės laisvasis kvarcas, todėl neišvengiamai sumažės liejamos medžiagos atsparumas šlakui. Pavyzdžiui, liejamo ugniai atsparaus geležies lovių mišinio dalis yra tokia: 70 % didelio -aliuminio oksido užpildo, 14,2 % SiC, 5,8 % C, 0,2 % dispergento, 6,5 % vandens ir 10 % didelio -aliuminio oksido miltelių ir SiO₂ derinio. Atsparumo šlakui bandymai buvo atlikti naudojant tiglio metodą redukuojančioje atmosferoje. Bandymo sąlygos: standartinis šlako šarmingumas 1,105, kaitinimo temperatūra ir laikymo laikas 1500 laipsnių, 4 val. Didėjant SiO₂ itin smulkių miltelių kiekiui, susidaro optimali atsparumo šlakui vertė; tai yra, geriausias atsparumas šlakui pasiekiamas, kai itin smulkių miltelių kiekis yra apie 5%.
Kai liejamo mišinio proporcija ir bendras ugniai atsparių smulkių miltelių ir itin smulkių miltelių kiekis išlieka pastovus, gniuždymo stipris po degimo 1600 laipsnių kampu taip pat didėja didėjant itin smulkių miltelių kiekiui, tačiau yra optimali vertė. SiO₂ itin smulkūs milteliai sudaro apie 5 %, o Al2O3 ir Cr2O3 itin smulkūs milteliai sudaro apie 7 %, tvirtumas yra geras, o kitos savybės taip pat puikios. Kalbant apie itin smulkių miltelių tipą, SiO₂ itin smulkūs milteliai turi geriausią stiprinamąjį poveikį, po to seka Al2O3 itin smulkūs milteliai, o ypač smulkūs Cr2O3 milteliai turi silpną stiprinamąjį poveikį. Taip pat pastebėta, kad SiO₂ itin smulkių miltelių sutvirtinantis poveikis yra 2,5–4,4 karto didesnis nei pastarųjų dviejų tipų.
NR.02 Priemaišos
Yra daug rūšių priedų. Kaip pavyzdžius pateikiame dispergentus ir vandenį{1}}redukuojančias medžiagas, kad parodytume jų poveikį mažai cemento ugniai atsparių liejinių veikimui.
Kai liejamo mišinio dalis yra pastovi, įpylus skirtingus dispergento kiekius, gali sumažėti statybai reikalingo vandens kiekis. Kai statybinio vandens kiekis yra pastovus, didėjant dispergento kiekiui, susidaro optimali išdžiūvusio gniuždymo stiprio vertė. Tai yra, stiprumas yra geriausias, kai dispergento kiekis yra 0,15–0,2%. Kai nepridedama vandens -redukuojančios medžiagos arba dozė viršija 0,5 %, stiprumas pablogėja arba mėginys įtrūksta. Taip yra dėl prasto liejimo sklandumo ir dėl to, kad korpuse trūksta tankio.
Vandenį{0}}mažinančių medžiagų yra daug tipų, todėl reikia atlikti testavimą. Nustačius itin-mažo cemento liejamo korundo mišinio proporciją, natrio polifosfato, policianamido kondensatai ir naftaleno sulfonato kondensatai buvo naudojami kaip vandenį-redukuojantys agentai, o tinkamos dozės buvo patikrintos ugniai atspariems liejiniams paruošti. Liejiniai be vandenį{5}}redukuojančių agentų kenčia nuo spontaniško itin smulkių miltelių, kurie negali veiksmingai užpildyti porų ir pasiskirsto netolygiai, susikaupimo. Didelis vandens kiekis yra įstrigęs flokuose arba užpildo poras, todėl padidėja vandens suvartojimas, mažas tūrinis tankis, didelis poringumas ir mažas stiprumas po terminio apdorojimo, taip pat nepalankus sukepinti. Polifosfatai turi tam tikrą dispersinį ir vandenį mažinantį{8} poveikį, kuris tam tikru mastu gali užkirsti kelią spontaniškam itin smulkių miltelių susikaupimui, todėl jie geriau pasiskirsto porose, pagerina vandens panaudojimą ir sumažina vandens suvartojimą maždaug 17%.
Todėl dėl padidėjusio liejamo tūrio tankio ir sumažėjusio akytumo, palyginti su neapdorotu liejamu, gniuždymo stipris po apdegimo padidėjo 0,6-1,9 karto, o aukštoje -temperatūroje lenkiamasis stiprumas padidėjo 1,25 karto. Agentai B ir C yra organinės didelio -efektyvumo vandenį- mažinančios medžiagos, turinčios ypač didelį dispersinį vandenį-mažinantį poveikį, todėl vandens kiekis sumažėja atitinkamai 25 % ir 28 %. Palyginti su neapdorotu liejamu, jų tūrinis tankis padidėjo maždaug 3,5%, poringumas sumažėjo 15%, stipris gniuždant po išdegimo padidėjo 1-4 kartus, o aukštoje{18}}temperatūroje atsparumas lenkimui padidėjo daugiau nei 3,5 karto. Taip pat akivaizdu, kad agentas C yra veiksmingesnis už agentą B. Apibendrinant galima pasakyti, kad ruošiant mažai cemento ugniai atsparius liejinius reikia dėti vandenį redukuojančių medžiagų, o pirmenybė turėtų būti teikiama organinėms didelio efektyvumo vandens kiekį mažinančioms medžiagoms.
NR.03 Aliuminio milteliai
Į geležies lovio ugniai atsparius liejinius paprastai pridedami metaliniai aliuminio milteliai, kad būtų pagreitintas džiūvimas ir sustiprintas liejinys. Jo dalelių dydis ir dozavimas turi didelės įtakos liejinio veikimui ir turėtų būti tinkamai parinkti.
Al₂O₃-SiC-C ultra-žemo cemento liejiniuose kuo mažesnis aliuminio miltelių dalelių dydis ir aukštesnė aplinkos temperatūra statybos metu, tuo intensyvesnė cheminė reakcija, tuo daugiau susidaro dujų ir aukštesnė medžiagos temperatūra. Tai naudinga išsausinant liejamą medžiagą, todėl galima greitai iškepti; tačiau pernelyg greita reakcija gali lengvai sukelti klaidingą nustatymą, o tai kenkia jėgai. Liejamo mišinio proporcijos išlieka tos pačios. Dideli aliuminio miltelių dalelių dydžiai kenkia stiprumui, o pernelyg maži dalelių dydžiai suteikia tam tikros naudos gniuždymo stiprumui džiovinant, tačiau kiti stiprumai mažėja. 88–44 mm dalelių dydis užtikrina didesnį stiprumą. Naudojamo aliuminio miltelių kiekis turėtų būti nustatomas atsižvelgiant į ugniai atsparaus liejamojo elemento savybes ir konstrukcijos sąlygas; jį reikia naudoti kuo mažiau, užtikrinant gerą ventiliaciją ir greitą džiūvimą.
NR.04 Priedai
Į Al₂O₃-SiC-C itin-žemo cemento liejinius reikia dėti SiC ir anglies medžiagų, kad būtų pagerintas jų atsparumas šlakui ir terminis stabilumas. Eksperimentai ir naudojimas įrodė, kad SiC ir anglies medžiagų klasė ir dozės turi didelę įtaką liejamųjų elementų veikimui ir turėtų būti parenkamos racionaliai. Be to, klasė ir dozė skiriasi priklausomai nuo aukštakrosnės dydžio ir panaudojimo vietos. Paprastai aukštos-kokybės SiC ir anglies medžiagos naudojamos didelių ir vidutinių aukštakrosnių pagrindiniame geležies lovelyje arba šlako lovyje, o žemesnės kokybės SiC ir anglies medžiagos naudojamos vidutinėse ir mažose aukštakrosnėse; SiC dozė paprastai yra nuo 5% iki 35%. Anglies medžiagos daugiausia yra pikis, dribsnių grafitas, elektrodų milteliai ir žemiškas grafitas, kurių dozė yra nuo 2% iki 6%.
Geležies latako ugniai atspariuose liejamuose SiC ir anglies medžiagos paprastai dedamos smulkių miltelių pavidalu, o pirmenybė teikiama itin smulkiam SiC. Kadangi šioje medžiagoje yra SiC ir anglies medžiagų, sumažėja jos atsparumas oksidacijai. Anglies oksidacija palieka daugiau mikroporų, todėl išlydyta geležis arba šlakas gali nuolat prasiskverbti į vidų, suformuojant dekarbonizuotą sluoksnį ir pažeidžiant pamušalą. Pridėjus metalinių aliuminio miltelių, galima pagerinti liejamos medžiagos atsparumą oksidacijai. Eksperimentai parodė, kad kartu naudojant metalinius silicio miltelius, ty Al miltelius ir Si miltelius, gaunamas geresnis atsparumas oksidacijai ir geresnis liejamo medžiagos stiprumas. Taip yra todėl, kad metalinio silicio ir aliuminio reakcija su anglimi aukštoje temperatūroje susidaro SiC ir Al₄C3, todėl mikrostruktūra ir paviršius tampa tankesnės.
Į Al₂O₃-SiO₂ mažai cemento ugniai atsparius liejinius, 2–8 % kianito smulkių miltelių pridėjimas aukštoje 1200–1400 laipsnių temperatūroje skatina mulito susidarymą ir taip padidina jo stiprumą. Tai reiškia, kad kianitas veikia ne tik kaip plečiantis, bet ir kaip mineralizuojantis agentas.
