Kalcio aliuminato cementas(CAC) tapo viena iš svarbiausių žaliavų šiuolaikinėje ugniai atsparioje inžinerijoje. Nesvarbu, ar CAC naudojamas plieniniuose kaušuose, rotacinėse krosnyse, katiluose, cemento pirminio kaitinimo ciklonuose ar spalvotųjų metalų krosnyse, CAC yra didelio našumo ugniai atsparių liejinių pagrindas, užtikrinantis tvirtumą, ilgaamžiškumą ir šiluminį stabilumą, reikalingą ekstremaliose aplinkose. Pasaulinei monolitinių ugniai atsparių medžiagų paklausai vis didėjant, inžinieriams, pirkėjams ir krosnių dizaineriams rūpi suprasti, kas yra kalcio aliuminato cementas-ir kodėl jis atlieka tokį svarbų vaidmenį-.
Šiame straipsnyje nagrinėjama kalcio aliuminato cemento sudėtis, hidratacijos mechanizmas, eksploatacinės charakteristikos ir taikymo pranašumai, pabrėžiant, kodėl jis yra būtinas kuriant pažangius ugniai atsparius liejinius.
1. Kas yra kalcio aliuminatinis cementas?
CAC yra specializuotas hidraulinis rišiklis, pagamintas lydant arba sukepinant aliuminio oksido{0}} turtingas medžiagas (pvz., boksitą) su kalkakmeniu. Skirtingai nuo paprasto portlandcemenčio, kuriame dominuoja kalcio silikatai, CAC daugiausia sudaro: CA (kalcio monoaliuminatas) CA2 (dikalcio aliuminatas) C12A7 (majenitas) Al2O3 (laisvasis aliuminio oksidas) Aliuminio oksido kiekis paprastai svyruoja nuo 800%, priklausomai nuo klasės.
2. Kodėl CAC yra labai svarbus ugniai atspariems liejiniams?
Ugniai atsparūs liejiniai-nesvarbu, ar įprastas, ar žemas-cementas (LCC), ar itin-žemas-cementas (ULCC)-, labai priklauso nuo kalcio aliuminato cemento, kaip rišamosios fazės, kuri kontroliuoja kietėjimą, mechaninį stiprumą ir aukštą{5}}temperatūrą.
2.1 CAC užtikrina ankstyvą ir didelį mechaninį stiprumą
Viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl CAC pirmenybė teikiama monolitinėse ugniai atspariose medžiagose, yra greitas hidratacijos procesas. Priklausomai nuo dalelių dydžio ir mineralinių fazių:
Pradinis rinkinys: 30 minučių – 4 valandos
Galutinis rinkinys: 4 – 10 val
Atsparumas šalčiui (24 val.): žymiai didesnis nei portlandcementis
Šis greitas jėgos vystymas leidžia:
Greitas formos pašalinimas
Greitesnis krosnies paleidimas
Minimalios prastovos remonto metu
Plieno gamyklose ir stiklo krosnyse, kur išjungimo laikas yra labai brangus, greitas liejamų elementų montavimas ir išdegimas tampa reikšmingu eksploataciniu pranašumu.
2.2 Puikus atsparumas-aukštai temperatūrai
CAC nesuyra žemiau 1250–1350 laipsnių, o po dehidratacijos cementas virsta stabiliomis aliuminio oksido fazėmis, tokiomis kaip:
CA → CA₂ → CA₆ (Grositas)
Al₂O₃-turtingų keraminių jungčių susidarymas
Šios keraminės jungtys suteikia:
Didelė apkrova{0}}atlaikomoji jėga
Atsparumas šliaužimui aukštesnėje temperatūroje
Ilgalaikis -struktūrinis stabilumas krosnyse
Tai labai svarbu tokioms programoms kaip:
Rotacinių krosnių degimo zonos
Aliuminio lydymo krosnių dangčių pamušalai
Aukštos{0}}temperatūros degikliai ir purkštukai
Pakaitinimo krosnys
2.3 Puikus cheminis atsparumas
Ugniai atsparūs pamušalai dažnai pablogėja dėl šarminių, rūgščių ar sulfatų{0}}turtingų šlakų poveikio. Kalcio aliuminato cementas pasižymi dideliu atsparumu:
Rūgštiniai šlakai
Sulfatų ataka
Korozinės dujos
Išlydytos druskos
Šarminiai garai (tam tikru mastu)
Dėl to CAC{0}}pagrįsti perkeliami įrenginiai tinka:
Naftos chemijos katilai
Deginimo įrenginiai
Spalvotųjų metalų krosnys-
Cemento krosnių pirm{0}}kalcinavimo įrenginiai
2.4 Suderinamumas su mažo-cemento ir ypač-mažo-cemento liejamomis medžiagomis
Šiuolaikinių liejinių kūrimas perėjo nuo įprastų sistemų (10–20 % cemento) prie LCC ir ULCC formulių (0,1–5 % cemento). CAC išlieka būtinas net ir nedideliais kiekiais, nes sudaro reaktyvius aliuminio oksido ryšius, kurie sustiprina:
Takumas
Dalelių pakavimo tankis
Jėga po šaudymo
Atsparumas šiluminiam smūgiui
Mažo-cemento liejiniai, suklijuoti CAC ir reaktyviuoju aliuminio oksidu, dabar dominuoja plieniniuose kaušuose ir įpylimo angos pamušaluose dėl didelio patvarumo ir mažo poringumo.
3. Hidratacija ir konversija: našumo valdymas
Vienas iš techninių problemų, susijusių su CAC, yra konversija, kai pradinės hidratuotos fazės virsta tankesnėmis, stabilesnėmis formomis:
CAH₁₀ → C2AH8 → C3AH₆
Nors konversija gali sumažinti kambario{0}}temperatūrą, ji žymiai pagerina našumą aukštoje{1}}temperatūros sąlygomis.
Šiuolaikinė CAC gamybos ir liejamo formavimo technologija optimizavo:
Dalelių dydžio pasiskirstymas
Priedai (citrinų rūgštis, natrio citratas)
Vandens poreikis
Gydymo grafikai
Šie patobulinimai užtikrina stabilų ir nuspėjamą veikimą sudėtingose pramonės srityse.
4. Pramonės pritaikymas, kur CAC yra labai svarbus
Plieno pramonė
Apsauginiai kaušelių įdėklai
Tundish permanentiniai pamušalai
EAF ir BOF remontiniai liejiniai
Cemento pramonė
Pakaitinimo ciklonai
Krosnies degiklio vamzdžiai
Dūmų kameros pamušalai
Spalvotųjų metalų{0}} metalurgija
Aliuminio krosnių bėgiai
Cinko puodų pamušalai
Varinės krosnių skalbyklės
Chemija ir naftos chemija
Deginimo krosnių antdėklai
Sieros regeneravimo įrenginiai
Atliekų-į-katilai
CAC{0}}pagrįsti liejiniai dominuoja šiose srityse dėl jų stiprumo, atsparumo šlakui ir šiluminio smūgio veikimo derinio.
5. Kodėl pasaulinė rinka ir toliau teikia pirmenybę CAC{1}}pagrįstiems ugniai atspariems liejiniams
Kadangi pramoninės krosnys siekia didesnio efektyvumo, ilgesnio tarnavimo laiko ir trumpesnės prastovos, CAC ir toliau įgyja svarbą. Jo unikalūs pranašumai yra šie:
Didelis patikimumas atšiaurių terminių ciklų metu
Nuspėjamas nustatymas ir kietėjimas
Suderinamumas su pažangia liejimo technologija
Įrodytas ilgalaikis{0}}stabilumas korozinėse aukštos{1} temperatūros zonose
Pirkimų inžinieriams ir techninės priežiūros vadovams tinkamos kalcio aliuminato cemento rūšies pasirinkimas tiesiogiai veikia krosnies našumą ir energijos sąnaudas.
Kalcio aliuminatinis cementas yra kur kas daugiau nei tradicinis rišiklis,{0}}tai yra šiuolaikinių ugniai atsparių liejinių struktūrinis ir cheminis pagrindas. Dėl puikaus atsparumo karščiui, greito stiprumo padidėjimo, cheminio stabilumo ir suderinamumo su mažo-cemento technologijomis jis yra būtinas aukštos -našumo krosnių apmušalams plieno gamyboje, cemento gamyboje, naftos chemijos pramonėje ir spalvotųjų metalų metalurgijoje.
Pasaulinei ugniai atsparių medžiagų pramonei vystantis, CAC ir toliau bus strateginė medžiaga, skatinanti monolitinių ugniai atsparių medžiagų technologijos naujoves.
