I. Principi pripreme niskocementnih liva
Priprema zaniskocementni vatrostalni livnicitreba uzeti "smanjenje sadržaja cementa, optimizaciju mikrostrukture i poboljšanje performansi na visokim{0}}temperaturama" kao osnovne ciljeve i striktno slijediti sljedeća četiri principa kako bi osigurao da ima i obradivost i stabilnost u radu:
1. Princip optimizacije gradiranja čestica
Razvrstavanje čestica je osnova za određivanje nasipne gustine, poroznosti i čvrstoće liva. Mora slijediti "teoriju najbližeg pakiranja" i obično usvojiti tri-ili četiri-razinskog dizajna ocjenjivanja:
1) Krupni agregat (5-15 mm): čini 30%-45%, uglavnom igra ulogu potpore skeleta, a sirovine sa dobrom hemijskom stabilnošću i niskim koeficijentom termičke ekspanzije (kao što je boksit sa visokim sadržajem glinice, korund) moraju biti odabrane kako bi se izbjeglo strukturno pucanje na visokim temperaturama zbog promjene zapremine;
2) Srednji agregat (1-5mm): čini 20%-30%, popunjava praznine između krupnih agregata, poboljšava fluidnost materijala i mora odgovarati sastavu krupnih agregata kako bi se smanjile reakcije međusklopa;
3) Fini prah (0,074-1mm): čini 15%-25%, dodatno popunjava praznine između agregata i poboljšava gustinu. Veličina čestica finog praha mora se kontrolisati u razumnom opsegu. Previše grubi prah će lako dovesti do labavog slaganja, dok će previše fini prah povećati potražnju za vodom;
4) Mikro puder (<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. Princip precizne kontrole doziranja cementa
Doziranje cementa (uglavnom aluminatnog cementa) niskocementnih vatrostalnih livenih materijala obično je manje od ili jednako 8% (maseni udio). Mora se postići ravnoteža između "smanjenja doze" i "osiguranja konstrukcije i rane čvrstoće":
(1) Minimalna efektivna doza: Odredite dozu cementa u skladu sa svrhom livenog materijala (npr.. 5%-7% za visoko-obloge peći na visokim temperaturama, 7%-8% za cjevovode niske{9}}temperature), izbjegavajući prekomjerno doziranje koje će rezultirati stvaranjem niske tačke luminuma (npr. C12A7) na visokim temperaturama, što će smanjiti refraktornost;
(2) Sinergija s mikroprahom: Pucolanskom reakcijom silicijum dioksida i mikropraha glinice, oni se kombinuju sa proizvodima hidratacije cementa (npr. CAH10, C2AH8) kako bi formirali stabilan C-A-S-H gel ili stupaste CA6 kristale uzrokovane smanjenjem čvrstoće cementa.
3. Princip ravnoteže između potražnje za vodom i fluidnosti
Potreba za vodom direktno utječe na gustinu, poroznost i obradivost odljevaka i treba je kontrolirati unutar najnižeg razumnog raspona (obično 5%-8%):
(1) Smanjite potražnju za vodom: dodavanjem visokoefikasnih reduktora vode (kao što su polikarboksilne kiseline i naftalen), privlačenje između čestica se smanjuje, visoka fluidnost se postiže pri niskom sadržaju vode, a izbjegava se stvaranje kroz pore nakon prekomjernog isparavanja vode;
(2) Prilagodba fluidnosti: Podesite fluidnost prema metodi konstrukcije (kao što su pumpanje i vibracije). Širenje dizanih materijala mora biti veće ili jednako 250 mm, a širenje vibriranih materijala mora biti veće ili jednako 200 mm. U isto vrijeme izbjegavajte prekomjeran protok koji uzrokuje slojevitost agregata.
4. Principi kontrole stabilnosti volumena
Niskocementni vatrostalni odljevci podložni su promjenama zapremine tokom zagrijavanja zbog promjene faze i raspadanja produkata hidratacije. To zahtijeva odabir sirovina i kontrolu aditiva:
(1) Kompenzacija ekspanzije sirovog materijala: Dodajte odgovarajuću količinu ekspanzionog agensa (kao što su kijanit i silimanit, koji se pretvaraju u mulit na visokoj temperaturi i šire se za 10%-15%) kako biste nadoknadili skupljanje uzrokovano razgradnjom produkata hidratacije cementa (kao što je CAH10 koji se razlaže u C2AH10 koji se razlaže u C2AH10, koji se raspada u C2AH10, sa zapreminom od 100-20%);
(2) Optimizacija mikrostrukture: Kroz punjenje mikropraškom i usmjereni rast kristala (kao što je CA6 stubno preplitanje kristala), labava struktura tokom zagrijavanja je smanjena i stabilnost volumena je poboljšana. Obično se zahteva da se brzina linearne promene posle pečenja na 1100 stepeni kontroliše unutar ±0,5%.
2. Ključne sirovine koje utiču na performanse niskocementnih liva
Performanse nisko-cementnih livenih materijala (vatrostalnost, čvrstoća, stabilnost na termički udar i otpornost na koroziju) određuju se hemijskim sastavom, mineralnom strukturom i distribucijom veličine čestica sirovina. Osnovne sirovine mogu se podijeliti u pet kategorija:
1. Vatrostalni agregat: određuje vatrostalnu osnovu i čvrstoću skeleta liva.
Vatrostalni agregat čini 60%-75% i predstavlja "kostur" livenog materijala. Njegove performanse direktno određuju vatrostalnost i nosivost lijevanog materijala na visoke temperature:
(1) Visok-agregat glinice (Al₂O₃ veći od ili jednak 70%) Sastav i performanse: Glavne komponente su korund i mulit, vatrostalnost veća ili jednaka 1770 stepeni, čvrstoća na pritisak na sobnoj temperaturi veća ili jednaka 100MPa, veća čvrstoća na pritisak04 na visokoj temperaturi (1,4 ili jednaka 0MP); Primjenjivi scenariji: obloge peći srednje i visoke temperature (kao što je zona pečenja cementne rotacione peći, peći za metalurško grijanje), potrebno je izbjegavati prekomjerne nečistoće (kao što su Fe₂O₃, TiO₂) kako bi se spriječilo stvaranje faza niske tačke topljenja (kao što je FeO·Al₂O₂ stepen);
(2) Agregat korunda (Al₂O₃ Veći od ili jednak 90%): Sastav i performanse: Uglavnom -korund, gusta struktura, vatrostalnost veća od ili jednaka 1850 stepeni, otpornost na koroziju (kao što je otpornost na koroziju rastopljenog čelika i troske) je bolja od visoke{4}; Primjenjivi scenariji: Okruženje s ultra-visokim temperaturama (kao što je korito za željezo visoke peći čelika i peći za topljenje obojenih metala), potrebno je kontrolirati raspodjelu veličine čestica agregata kako bi se izbjegao prekomjeran krupni agregat koji uzrokuje smanjenje stabilnosti termičkog udara.
2. Vatrostalni mikroprašak: jezgro mikropraha za postizanje "niskog cementa" i performansi
poboljšanje iznosi 5%-15%, što je ključ za razlikovanje niskocementnih vatrostalnih liva od običnih liva. Uglavnom uključuje:
(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%) će povećati potražnju za vodom i treba se koristiti sa reduktorom vode;
(2) Silicijum dioksid (SiO₂ Veći ili jednak 90%, D50=0.1-0.5μm): Mehanizam djelovanja: Ima visoku pucolansku aktivnost i reagira sa Ca(OH)₂ proizvedenim hidratacijom cementa i formira C-S-H gel, koji poboljšava ranu čvrstoću. Njegove sferične čestice mogu smanjiti unutrašnje trenje u materijalu i poboljšati fluidnost. Mjere opreza: Količina isparenja silicijevog dioksida koji se koristi mora biti kontrolirana (obično 3%-8%). Prekomjerna upotreba će uzrokovati stvaranje velike količine stakla niske{11}}tačke-tačke (kao što je CaO-SiO₂-Al₂O₃ staklo, tačka topljenja<1400°C) at high temperatures, reducing corrosion resistance.
3. Vezivo: ključ za osiguranje obradivosti i razvoja snage.
Vezivno sredstvo nisko{0}}cementnih livenih materijala je uglavnom aluminatni cement, dopunjen hemijskim vezivanjem finog praha. Njegove performanse utječu na vrijeme stvrdnjavanja i snagu lijevanog materijala:
(1) Aluminatni cement (CA-50, CA-70): Sastav i karakteristike: CA-50 sadrži 50%-60% CA (monokalcijum aluminat), ima umjereno vrijeme vezivanja (početno stvrdnjavanje veće ili jednako 45 min, konačno vezivanje manje od ili jednako 10 h) i visoku ranu čvrstoću na pritisak veću od 20 ili jednaku MP); CA-70 sadrži više od ili jednako 70% CA, ima veću ranu čvrstoću, ali se brže stvrdnjava i mora se koristiti sa usporivačem; Uticaj na performanse: Sadržaj CaO u cementu direktno utiče na vatrostalnost. Za svakih 1% povećanja CaO, refraktornost se smanjuje za oko 15-20 stepeni. Stoga treba odabrati cement sa niskim sadržajem CaO (CA-70 CaO manjim ili jednakim 22%);
(2) Usporivači/ubrzivači vezivanja: Usporivači vezivanja (kao što su limunska kiselina i vinska kiselina, dodani u količini od 0,05%-0,2%) produžavaju vrijeme vezivanja i pogodni su za-prevoz na velike udaljenosti ili-lijevanje velikih količina. Ubrzivači vezivanja (kao što su Li₂CO₃ i CaCl₂, dodani u 0,01%-0,05%) skraćuju vrijeme vezivanja i pogodni su za niskotemperaturna građevinska okruženja (kao što je zimska gradnja). Međutim, treba izbjegavati pretjeranu upotrebu, jer može smanjiti snagu.
4. Reduktor vode: Osnovni aditiv za balansiranje potražnje za vodom i fluidnosti
Reduktor vode je ključ za postizanje "niskog vodostaja i visokog protoka" u vatrostalnim livnicama s malo cementa. Dodatak je obično 0,1%-0,5%:
(1) Reduktor vode od polikarboksilne kiseline: Prednosti: Visoka stopa redukcije vode (do 30%-40%), dobro zadržavanje slijeganja (gubitak ekspanzije u roku od 1 sata manje od ili jednako 20 mm), dobra kompatibilnost sa aluminatnim cementom i neće uzrokovati pretjerano usporavanje; Utjecaj na performanse: Može smanjiti potražnju za vodom za 2-3 procentna poena, povećati čvrstoću na pritisak nakon pečenja na 1100 stepeni za 15%-20% i smanjiti prividnu poroznost za 3-5 procentnih poena;
(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%) će uzrokovati raslojavanje ili gubitak čvrstoće lijevanog materijala.
5. Funkcionalni aditivi: regulacija zapreminske stabilnosti i posebnih svojstava
(1) Sredstvo za ekspanziju (kijanit, silimanit): Funkcija: na visokoj temperaturi (1100-1400 stepeni), pretvara se u mulit, širi se za 10%-15%, nadoknađuje skupljanje livenog materijala i izbjegava pucanje; doziranje: obično 3%-5%, prekomjerno doziranje će dovesti do pretjeranog proširenja volumena i stvoriti unutrašnji stres;
(2) Sredstvo protiv eksplozije (metalni aluminijum u prahu, količina dodatka 0,1%-}0,3%): - Funkcija: tokom procesa grijanja (200-600 stepeni), polako oksidira da bi stvorio Al₂O₃, oslobađa malu količinu plina, ispušta slobodnu vodu izlivajući se unutar niske strukture cementa i izbjegava refrakternu strukturu. isparavanje vode na visokoj temperaturi;
(3) Stabilizator termičkog šoka (silicijum karbid, silicijum nitrid, dodana količina 5%-10%): Funkcija: Koristi karakteristike niske ekspanzije silicijum karbida (koeficijent toplotne ekspanzije 4,5×10⁻⁶/ stepen) i silicijum nitrida (koeficijent toplotne ekspanzije/koeficijent toplotne ekspanzije 3.2×0 stepen) smanjiti termički stres lijevanog materijala i poboljšati stabilnost termičkog šoka (obično se broj toplotnih šokova hlađenih vodom može povećati od 10 puta do više od 20 puta).
