Među silicijum-aluminijumskim vatrostalnim livcima, vatrostalni odljevci sa sadržajem Al₂O₃ većim od 90 posto spadaju u vatrostalne odljevke od korunda.
Principi dizajna lijevanog korunda
Njegove kombinacije sirovina dolaze u mnogim oblicima, kao npr
(1) Koristite bijeli korund kao agregat i prah
(2) Koristite pločastu glinicu i gustu (sinterovanu) glinicu kao agregat, a gustu (sinterovanu) glinicu kao prah;
(3) Podbijeli korund/smeđi korund se koristi kao agregat, a gusta (sinterovana) glinica se koristi kao prah;
(4) Koristite bijeli korund i super boksitni klinker kao agregat, a bijeli korund kao prah.
Kako bi se poboljšala svojstva matriksa, kao sastav praha obično se koristi bijeli prah korunda ili prah glinice u obliku ploče. U skladu sa zahtjevima ciljnih performansi, koeficijent raspodjele čestica (q vrijednost) je razumno odabran kao odgovarajući odnos čestica formule. U kombinaciji sa aktivnim punilima u sistemu, obično se koristi SiO₂ prah (često nazvan silicijum dima, skraćeno uf-SiO2) ili aktivni prah -Al2O₃ (skraćeno uf-Al₂O₃). Prema zahtjevima primjene, općenito se može formulirati sa cementom (LCC i ULCC) ili bez cementa (NCC). Prvi koristi cement ili cement i aktivni superfini prah kao vezivo, dok drugi koristi aktivni superfini prah kao vezivo. Istovremeno se dodaje visokoefikasni surfaktant (visoko efikasan disperzant i sredstvo za redukciju vode) kako bi se raspršilo vezivno sredstvo i aktivno punilo i smanjila potrošnja vode.
Uopšteno govoreći, ukupna količina (maseni udio) praha plus aktivno punilo (ultrafini prah) je 30 do 34 posto. Kada je materijal drugačiji, količina aktivnog punila će biti drugačija, ali optimalna količina aktivnog punila je između 4 posto ~10 posto. Dodatno, potrebno je dodati visokoefikasne surfaktante (visokoefikasni disperzant i sredstvo za redukciju vode) da bi se raspršilo vezivno sredstvo i aktivni punilac, tako da suspenzija može dobiti dobru fluidnost i bolje performanse konstrukcije.
U korundskim vatrostalnim livcima količina veziva, aktivnog punila i aditiva je vrlo mala, ali su sve tri vrlo važne komplementarne komponente i nezamjenjive. Izbor svake komponente postao je ključni faktor u kontroli reoloških svojstava. Ovo se može postići optimizacijom aditiva (visoko efikasni disperzanti i sredstva za redukciju vode). Na primjer, može se dodati više aditiva (kompozitnih aditiva), od kojih svaki ima različitu funkciju za promjenu reoloških svojstava korundskog vatrostalnog lijevanog materijala.
Njegov proces sušenja
Porast temperature tokom procesa sušenja je veoma važan proces i zahteva pažljiv rad. U početnoj fazi sušenja, f-H₂O se uglavnom ispušta iz pora. Kako temperatura nastavlja rasti, hidrat će proći niz procesa dehidracije i promjena u mikrostrukturi faze vezivanja. Uzmite vatrostalni materijal s malo cementnog korunda kao primjer kako biste ilustrirali proces dehidracije i promjene mikrostrukture u fazi vezivanja tokom cijelog procesa grijanja i sušenja: ①Kada je temperatura između sobne temperature i 100 stepeni, proizvodi hidratacije cementa postepeno se pretvaraju u više stabilna AH₃ i C₃AH₆ faza, i pražnjenje f-H2O; ②između 100~300 stepeni /350 stepeni, AH₃ i C₃AH6 faze se postepeno razlažu u neke amorfne bezvodne proizvode, i istovremeno ispuštaju f-H₂O(g); ③preko 800~ Kada je temperatura iznad 900 stepeni, produkti raspadanja proizvoda hidratacije cementa nastavljaju da reaguju sa određenim mineralnim fazama matrice i konačno formiraju keramičku vezu. U cijelom procesu, čvrstoća materijala se kontinuirano povećava, kako bi se dobilo idealno vatrostalno liveno tijelo.
Vatrostalni korund koji sadrži cement
Glavni proizvodi Al₂O₃-CA₆ vatrostalnih materijala su vatrostalni materijali od korunda vezani cementom i vatrostalni materijali od korunda s malo cementne veze. Ova dva tipa su uobičajeni sistemi vezivanja na bazi kalcijum aluminatnog cementa, koji se stvrdnjavaju hidratacijom na temperaturi okoline. . CAC se zapravo sastoji od aluminata (CA, CA₂, itd.) sa visokim sadržajem Al₂O₃.
U standardnom CAC, to jest, kada stehiometrijski sastav zadovolji CA₂, odgovarajuća reakcija je:
CA plus Al₂O₃→CA₂
Korund vatrostalni liveni materijali (CC/LCC) koji sadrže CAC će se konvertovati u -Al₂O₃ i CA₆ tretmanom na visokim temperaturama ili tokom upotrebe na visokim temperaturama. Na 1500 stepeni, sve komponente CaO sadržane u CAC biće pretvorene u CA6.
Eksperimentima se može utvrditi da će Al₂O₃-CA₆ vatrostalni lijevak sa mikroprahom silicijevog dioksida koji se dodaje u matricu početi proizvoditi tečnu fazu kada temperatura dostigne 1345 stepeni, a njegova stabilna faza je mulit-anortit-kristobalit. Kada se materijal koristi duže vreme pod uslovima većim od 1350 stepeni, treba uzeti u obzir situaciju stabilne faze. Ovdje treba napomenuti da Al₂O₃-CA6 vatrostalni lijevak s prahom mikro-silicijum dioksida koji se dodaje u matricu ima prednost proizvodnje tečne faze na nižoj temperaturi, što može učiniti da proizvodnja materijala ima učinak oblaganja i može učinkovito smanjiti prodiranje medija. Poboljšati elastoplastična svojstva visokoaluminijskih proizvoda.
Kombinacija između CA6 i sinterovanog Al₂O₃ ili pločastog Al₂O₃ je bolja od one između njega i topljenog korunda, što ukazuje da površina sinterovanog Al₂O₃ agregata ima veću aktivnost od površine topljenog korunda. Istovremeno, eksperimentalni rezultati također pokazuju da vatrostalni liveni materijal sa sinteriranim Al₂O₃ ili pločastim Al₂O₃ kao glavnom sirovinom ima veću mehaničku čvrstoću na sobnoj temperaturi, otpornost na savijanje na visokoj temperaturi i otpornost na termički udar od vatrostalnog lijeva sa topljenim korundom kao glavna sirovina.
