I. Mažo cemento liejinių ruošimo principai
Paruošimas išmažai cemento ugniai atsparūs liejiniai„Cemento kiekio mažinimas, mikrostruktūros optimizavimas ir aukšto{0}}temperatūros našumo gerinimas“ turėtų būti pagrindiniai tikslai ir griežtai laikytis šių keturių principų, kad būtų užtikrintas veiksmingumas ir paslaugos stabilumas:
1. Dalelių klasifikavimo optimizavimo principas
Dalelių klasifikavimas yra pagrindas nustatant liejamų medžiagų tūrinį tankį, poringumą ir stiprumą. Ji turi atitikti „artimiausią pakavimo teoriją“ ir paprastai taikyti trijų{1}}lygių arba keturių{2} lygių klasifikavimo dizainą:
1) Šiurkštus užpildas (5-15 mm): sudaro 30–45 %, daugiausia vaidina karkasą, o žaliavos, turinčios gerą cheminį stabilumą ir mažą šiluminio plėtimosi koeficientą (pvz., didelio aliuminio oksido boksitas, korundas), turi būti parinktos, kad būtų išvengta struktūrinių įtrūkimų dėl tūrio pokyčių esant aukštai temperatūrai;
2) Vidutinis užpildas (1–5 mm): sudaro 20–30%, užpildo tarpus tarp stambių užpildų, pagerina medžiagos sklandumą ir turi atitikti stambių užpildų sudėtį, kad būtų sumažintos sąsajos reakcijos;
3) Smulkūs milteliai (0,074–1 mm): sudaro 15–25%, toliau užpildo tarpus tarp užpildų ir pagerina tankį. Smulkių miltelių dalelių dydis turi būti kontroliuojamas priimtinu diapazonu. Per stambūs milteliai lengvai susidės, o per smulkūs milteliai padidins vandens poreikį;
4) mikro milteliai (<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. Tikslios cemento dozavimo kontrolės principas
Cemento (daugiausia aliuminato cemento) dozavimas mažai cemento ugniai atspariems liejiniams paprastai yra mažesnis arba lygus 8% (masės dalis). Reikia rasti pusiausvyrą tarp „dozavimo mažinimo“ ir „konstrukcijos bei ankstyvo stiprumo užtikrinimo“:
(1) Minimali efektyvi dozė: nustatykite cemento dozę pagal liejimo paskirtį (pvz., . 5%-7% aukštos-temperatūros krosnies įdėklams, 7%-8% žemos-temperatūros vamzdynams), venkite per didelės dozės, dėl kurios susidarys žemas kalcio, melioracijos taškas. esant aukštai temperatūrai, kuri sumažins atsparumą ugniai;
(2) Sinergija su mikromilteliais: vykstant silicio dioksido dūmų ir aliuminio oksido mikromiltelių pucolaninei reakcijai, jie susijungia su cemento hidratacijos produktais (pvz., CAH10, C2AH8), kad susidarytų stabilus C-A-S-H gelis arba kolonėlės CA6 kristalai, kompensuojant stiprumo sumažėjimą.
3. Vandens poreikio ir takumo pusiausvyros principas
Vandens poreikis tiesiogiai veikia liejamų detalių tankį, poringumą ir apdirbamumą, todėl jį reikia kontroliuoti žemiausiame pagrįstame diapazone (paprastai 5–8 %):
(1) Sumažinkite vandens poreikį: pridedant didelio-efektyvumo vandens reduktorių (pvz., polikarboksirūgšties ir naftaleno serijų), sumažėja dalelių trauka, pasiekiamas didelis sklandumas esant mažam vandens kiekiui ir išvengiama perteklinių porų susidarymo po per didelio vandens išgaravimo;
(2) Skysčio pritaikymas: sureguliuokite sklandumą pagal konstrukcijos metodą (pvz., siurbimą ir vibraciją). Pumpuojamų medžiagų išsiplėtimas turi būti didesnis nei 250 mm arba lygus, o vibruojamų medžiagų plėtimasis turi būti didesnis arba lygus 200 mm. Tuo pačiu metu venkite pernelyg didelio srauto, kuris sukelia bendrą stratifikaciją.
4. Garso stabilumo valdymo principai
Mažo cemento ugniai atsparūs liejiniai yra linkę keisti tūrį kaitinant dėl fazių pasikeitimo ir hidratacijos produktų skilimo. Tam reikia žaliavų parinkimo ir priedų kontrolės:
(1) Žaliavos plėtimosi kompensavimas: įpilkite atitinkamą kiekį plečiamosios medžiagos (pvz., kianito ir silimanito, kurie aukštoje temperatūroje virsta mulitu ir išsiplečia 10–15 %), kad kompensuotų susitraukimą, kurį sukelia cemento hidratacijos produktų skilimas (pvz., CAH10, skylant į C2AH8, esant 100 laipsniui, maždaug 2000 % tūrio);
(2) Mikrostruktūros optimizavimas: užpildant mikromiltelius ir kryptingai augant kristalams (pvz., CA6 stulpelių kristalų susipynimas), kaitinant sumažėja laisva struktūra ir pagerėja tūrio stabilumas. Paprastai reikalaujama, kad tiesinio pokyčio greitis po šaudymo 1100 laipsnių būtų kontroliuojamas ±0,5 %.
2. Pagrindinės žaliavos, turinčios įtakos mažai cemento liejamų medžiagų veikimui
Mažo{0}}cemento liejamųjų medžiagų našumas (ugniai atsparus, stiprumas, stabilumas šiluminiam smūgiui ir atsparumas korozijai) priklauso nuo žaliavų cheminės sudėties, mineralinės struktūros ir dalelių dydžio pasiskirstymo. Pagrindinės žaliavos gali būti suskirstytos į penkias kategorijas:
1. Ugniai atsparus užpildas: nustato ugniai atsparų pagrindą ir liejamo karkaso stiprumą.
Ugniai atsparus užpildas sudaro 60 %-75 % ir yra liejamo elemento „skeletas“. Jo eksploatacinės savybės tiesiogiai lemia liejimo atsparumą ugniai ir atsparumą aukštai temperatūrai:
(1) Didelis -aliuminio oksido užpildas (Al₂O₃ didesnis arba lygus 70 %) Sudėtis ir veikimas: pagrindiniai komponentai yra korundas ir mulitas, atsparumas ugniai didesnis arba lygus 1770 laipsnių, stipris gniuždymui kambario temperatūroje didesnis arba lygus 100 MPa, gniuždymo stipris aukštoje temperatūroje iki 1500 laipsnių MPa; Taikomi scenarijai: Vidutinės ir aukštos temperatūros krosnių pamušalai (pvz., cemento rotacinės krosnies degimo zona, metalurginės šildymo krosnis), būtina vengti perteklinių priemaišų (pvz., Fe2O3, TiO₂), kad nesusidarytų žemos lydymosi temperatūros fazės (pvz., FeO·Al₂O₃, lydymosi temperatūra 1250 laipsnių);
(2) Korundo užpildas (Al₂O₃ didesnis arba lygus 90 %): sudėtis ir veikimas: daugiausia -korundas, tanki struktūra, atsparumas ugniai Didesnis arba lygus 1850 laipsnių, atsparumas korozijai (pvz., atsparumas išlydytam plienui ir šlako korozijai) yra geresnis nei aukšto aliuminio oksido-} Taikomi scenarijai: itin aukštos temperatūros aplinka (pvz., plieno aukštakrosnės geležies lovelis ir spalvotųjų metalų lydymo krosnis) būtina kontroliuoti užpildo dalelių dydžio pasiskirstymą, kad būtų išvengta per didelio stambių užpildų, dėl kurių sumažėja šiluminio smūgio stabilumas.
2. Ugniai atsparūs mikromilteliai: šerdies mikromilteliai, skirti „mažam cemento kiekiui“ ir efektyvumui pasiekti
patobulinimas sudaro 5–15 %, o tai yra esminis dalykas norint atskirti mažai cemento ugniai atsparius liejinius nuo įprastų liejinių. Tai daugiausia apima:
(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%) padidins vandens poreikį ir jį reikės naudoti su vandens reduktoriumi;
(2) Silicio dioksido dūmai (SiO₂ Didesnis arba lygus 90%, D50=0.1-0.5μm): veikimo mechanizmas: pasižymi dideliu pucolaniniu aktyvumu ir reaguoja su Ca(OH)₂, susidariusiu hidratuojant cementą, sudarydami C-S-H gelį, kuris pagerina ankstyvą stiprumą. Jo sferinės dalelės gali sumažinti vidinę medžiagos trintį ir pagerinti sklandumą. Atsargumo priemonės: reikia kontroliuoti naudojamų silicio dioksido dūmų kiekį (paprastai 3 %-8 %). Pernelyg naudojant, liejamasis elementas sudarys daug žemo -lydymosi- stiklo (pvz., CaO-SiO₂-Al₂O3 stiklo, lydymosi temperatūra<1400°C) at high temperatures, reducing corrosion resistance.
3. Rišiklis: raktas į darbingumo ir stiprumo vystymąsi.
Mažo{0}}cemento liejamųjų medžiagų rišiklis daugiausia yra aliuminatinis cementas, papildytas cheminiu smulkių miltelių surišimu. Jo veikimas turi įtakos liejimo laikui ir stiprumui:
(1) Aliuminatinis cementas (CA-50, CA-70): sudėtis ir charakteristikos: CA-50 sudėtyje yra 50–60 % CA (monokalcio aliuminato), vidutinis stingimo laikas (pradinis kietėjimas didesnis arba lygus 45 min., galutinis kietėjimas mažesnis arba lygus 10 val.) ir didelis ankstyvas stipris (1 d. gniuždymo stipris, didesnis nei 20 MPa arba lygus); CA-70 turi daugiau arba lygų 70 % CA, turi didesnį ankstyvą stiprumą, bet greičiau stingsta ir jį reikia naudoti su lėtintuvu; Poveikis veikimui: CaO kiekis cemente tiesiogiai veikia atsparumą ugniai. Kaskart padidinus CaO 1%, atsparumas ugniai sumažėja maždaug 15-20 laipsnių. Todėl reikėtų rinktis cementą su mažu CaO kiekiu (CA-70 CaO Mažiau arba lygus 22%);
(2) Kietėjimo lėtintuvai / greitintuvai: kietėjimo lėtintuvai (pvz., citrinų rūgštis ir vyno rūgštis, pridėta 0,05 %-0,2 %), prailgina stingimo laiką ir yra tinkami gabenant didelius-atstumus arba pilti didelius{8} tūrius. Kietėjimo greitintuvai (pvz., Li₂CO3 ir CaCl2, pridėta 0,01–0,05 %) sutrumpina stingimo laiką ir yra tinkami žemos temperatūros statyboms (pvz., žiemos statyboms). Tačiau reikėtų vengti pernelyg didelio naudojimo, nes tai gali sumažinti stiprumą.
4. Vandens reduktorius: pagrindinis priedas vandens poreikiui ir sklandumui subalansuoti
Vandens reduktorius yra raktas į „mažą vandens kiekį ir didelį srautą“ mažai cemento ugniai atspariuose liejiniuose. Papildymo kiekis paprastai yra 0,1–0,5 %:
(1) Polikarboksirūgšties vandens reduktorius: Privalumai: Didelis vandens mažinimo greitis (iki 30–40%), geras nuosėdų sulaikymas (išsiplėtimo praradimas per 1 valandą Mažiau nei 20 mm arba lygus jam), geras suderinamumas su aliuminatiniu cementu ir nesukels pernelyg didelio sulėtinimo; Poveikis našumui: gali sumažinti vandens poreikį 2–3 procentiniais punktais, padidinti liejamo gniuždymo stiprumą po šaudymo 1100 laipsnių kampu 15–20%, o matomą poringumą sumažinti 3–5 procentiniais punktais;
(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 %), sukels liejinio sluoksnius arba praras stiprumą.
5. Funkciniai priedai: reguliuojantys tūrio stabilumą ir specialias savybes
(1) Plėtimo agentas (kianitas, silimanitas): Funkcija: aukštoje temperatūroje (1100–1400 laipsnių) virsta mulitu, plečiasi 10–15%, kompensuoja liejamo elemento susitraukimą ir apsaugo nuo įtrūkimų; dozavimas: paprastai 3–5%, per didelė dozė labai padidins tūrį ir sukels vidinį įtampą;
(2) Antisprogimo medžiaga (metaliniai aliuminio milteliai, pridėtas kiekis 0,1 %-0,3 %): - Funkcija: kaitinimo proceso metu (200–600 laipsnių) lėtai oksiduojasi, sudarydamas Al₂O₃, išskiria nedidelį kiekį dujų, išleidžia laisvą vandenį iš mažai cemento ugniai atsparios struktūros ir greitai neišgaruoja iš ugniai atsparios konstrukcijos. aukšta temperatūra;
(3) Šiluminio smūgio stabilizatorius (silicio karbidas, silicio nitridas, pridėtas kiekis 5 %-10 %): Funkcija: naudoti mažas silicio karbido plėtimosi charakteristikas (šiluminio plėtimosi koeficientas 4,5 × 10⁻⁶/ laipsnis) ir silicio nitrido (šiluminio plėtimosi koeficientas) 3,2 × 10⁻⁶/ laipsnis), kad sumažintumėte liejamos medžiagos šiluminį įtempį ir pagerintumėte šiluminio smūgio stabilumą (paprastai vandeniu aušinamų terminių smūgių skaičius gali būti padidintas nuo 10 kartų iki daugiau nei 20 kartų).
