Настройката и втвърдяването наниско циментови огнеупорни отливкисе дължи главно на коагулация и свързване. Следователно ролята на ултрафиния прах е решаваща, като ключов фактор, определящ и влияещ върху неговата ефективност. В същото време не може да се пренебрегне влиянието на примесите върху работата му.
NO.01 Ултрафина пудра
Ултрафините прахове в нискоциментови отливки включват главно активен силициев диоксид, -Al₂O3 прах и Cr2O3 прах със съдържание (%) съответно 93,2%, над 90% и над 99%. Разпределението на размера на частиците на тези три вида ултрафини прахове е показано в таблицата по-долу. Таблицата показва, че частиците по-малки от 1,0 mm представляват повече от 71%.
Огнеупорните отливки имат същото съотношение на сместа, със съдържание на CaO от приблизително 0,6%. Три групи проби бяха приготвени чрез добавяне на активен SiO₂, -Al2O3 (-алуминиев оксид на прах) и композит от двата ултрафини праха, съответно, в същото количество. С повишаването на температурата на нагряване, силата на отливките с различни ултрафини прахове се увеличава.
Също така се наблюдава, че различните ултрафини прахове допринасят по различен начин за здравината на отливките. Отливката с равно количество активен SiO₂ и -Al2O₃ композитен ултрафин прах показва най-висока якост, следвана от отливката с активен SiO₂ ултрафин прах, докато отливката с ултрафин прах от алуминиев оксид има най-ниска якост. При температура на нагряване от 1500 градуса, якостта на отливките с трите вида ултрафини прахове е основно сходна. Това означава, че когато се приготвят ниско циментови огнеупорни отливки, композитните ултрафини прахове са най-добри, а когато се използват самостоятелно, трябва да се предпочита активен SiO₂ ултрафин прах.
Въпреки това, увеличаването на количеството SiO₂ ултрафин прах ще намали съдържанието на Al2O₃ в отливката и ще увеличи свободния кварц, което неизбежно ще доведе до намаляване на устойчивостта на шлака на отливката. Например съотношението на сместа от лееми огнеупорни материали за железни корита е: 70% високо{2}}алуминиев агрегат, 14,2% SiC, 5,8% С, 0,2% дисперсант, 6,5% вода и 10% високо-алуминиев прах и SiO₂ ултрафин прах комбинирани. Тестовете за устойчивост на шлака бяха проведени с помощта на метода на тигела в редуцираща атмосфера. Условия на изпитване: стандартна основност на шлаката 1.105, температура на нагряване и време на задържане 1500 градуса, 4 часа. С увеличаване на съдържанието на ултрафин прах SiO₂ има оптимална стойност за устойчивост на шлака; тоест, най-добра устойчивост на шлака се постига, когато съдържанието на ултрафин прах е около 5%.
С пропорцията на сместа за отливане и комбинираното съдържание на огнеупорен фин прах и ултрафин прах, оставащи постоянни, якостта на натиск след изпичане при 1600 градуса също се увеличава с увеличаване на съдържанието на ултрафин прах, но има оптимална стойност. С SiO₂ ултрафин прах, който представлява приблизително 5%, и Al2O3 и Cr2O3 ултрафин прах, който представлява приблизително 7%, здравината е добра и другите свойства също са отлични. По отношение на вида ултрафин прах, SiO₂ ултрафин прах има най-добър подсилващ ефект, следван от Al2O₃ ултрафин прах, докато Cr2O₃ ултрафин прах има слаб подсилващ ефект. Също така се наблюдава, че подсилващият ефект на SiO₂ ултрафин прах е 2,5 до 4,4 пъти по-висок от последните два вида.
NO.02 Добавки
Има много видове примеси. Тук ние вземаме дисперсанти и вода-редуциращи агенти като примери, за да илюстрираме тяхното въздействие върху ефективността на нискоциментови огнеупорни бетони.
Когато съотношението на сместа на заливката е постоянно, добавянето на различни количества диспергатор може да намали необходимото количество строителна вода. Когато количеството строителна вода е постоянно, има оптимална стойност за якостта на натиск в сухо състояние, тъй като количеството на дисперсанта се увеличава. Това означава, че якостта е най-добра, когато съдържанието на диспергатор е 0,15% до 0,2%. Когато не се добави водо-редуциращ агент или дозата надвишава 0,5%, якостта се влошава или пробата се напуква. Това се дължи на лошата течливост на отливката и липсата на плътност в формованото тяло.
Има много видове водо{0}}редуциращи агенти и подходящ избор трябва да се направи чрез тестване. След определяне на съотношението на сместа от ултра-корундови отливки с ултра-цимент, натриев полифосфат, полицианамидни кондензати и нафталинсулфонатни кондензати бяха използвани като вода-редуциращи агенти и бяха проверени подходящи дозировки за приготвяне на огнеупорни отливки. Отливките без вода-редуциращи агенти страдат от спонтанна агломерация на ултрафини прахове, които не могат ефективно да запълнят порите и имат изключително неравномерно разпределение. Голямо количество вода се улавя във флокулите или запълва порите, което води до повишена консумация на вода, ниска насипна плътност, висока порьозност и ниска якост след термична обработка, а също така е неблагоприятно за синтероване. Полифосфатите имат известен диспергиращ и водо-намаляващ ефект, който може до известна степен да предотврати спонтанната агломерация на ултрафини прахове, позволявайки им да бъдат по-пълно разпределени в порите, подобрявайки използването на водата и намалявайки консумацията на вода с приблизително 17%.
Следователно повишената обемна плътност и намалената порьозност на отливката, в сравнение с необработената отливка, доведоха до 0,6-1,9 пъти увеличение на якостта на натиск след изпичане и 1,25 пъти увеличение на висока-температурна якост на огъване. Агенти B и C са органични високо{5}}ефективни водо-редуциращи агенти, с особено значителни диспергиращи-водоредуциращи ефекти, постигайки нива на намаляване на водата съответно от 25% и 28%. В сравнение с необработената отливка, обемната им плътност се увеличава с приблизително 3,5%, порьозността намалява с 15%, якостта на натиск след изпичане се увеличава с 1-4 пъти, а якостта на огъване при висока-температура се увеличава с повече от 3,5 пъти. Също така е очевидно, че агент C е по-ефективен от агент B. В заключение трябва да се добавят водо{19}редуциращи агенти, когато се приготвят огнеупорни отливки с ниско съдържание на цимент и трябва да се предпочитат органични високоефективни водоредуциращи агенти.
NO.03 Алуминиев прах
В огнеупорните отливки от желязо обикновено се добавя метален алуминиев прах за ускоряване на сушенето и укрепване на отливката. Размерът на частиците и дозировката му оказват значително влияние върху работата на отливката и трябва да бъдат избрани по подходящ начин.
В Al₂O₃-SiC-C ултра-циментови отливки, колкото по-малък е размерът на частиците на алуминиевия прах и колкото по-висока е температурата на околната среда по време на строителството, толкова по-енергична е химическата реакция, толкова повече газ се произвежда и по-висока е температурата на материала. Това е от полза за дехидратирането на отливката, което позволява бързо изпичане; обаче, прекалено бързата реакция може лесно да доведе до фалшива настройка, което е вредно за силата. Пропорциите на сместа на леярката остават същите. Големите размери на частиците на алуминиевия прах са вредни за якостта, докато прекалено малките размери на частиците предлагат известна полза за якостта на натиск по време на сушене, но други якости намаляват. Размер на частиците от 88-44 mm води до по-добра здравина. Количеството на използвания алуминиев прах трябва да се определи въз основа на характеристиките на огнеупорната отливка и строителните условия; трябва да се използва възможно най-малко, като същевременно се осигури добра вентилация и бързо изсъхване.
NO.04 Добавки
В Al₂O₃-SiC-C ултра-отливки с ниско съдържание на цимент трябва да се добавят SiC и въглеродни материали, за да се подобри тяхната устойчивост на шлака и термична стабилност. Експериментите и употребата са доказали, че степента и дозировката на SiC и въглеродните материали оказват значително влияние върху производителността на отливките и трябва да бъдат избрани рационално. Освен това степента и дозировката варират в зависимост от размера на доменната пещ и мястото на приложение. Като цяло, висококачествени SiC и въглеродни материали се използват в главния железен корит или корито за шлака на големи и средни доменни пещи, докато по-нисък клас SiC и въглеродни материали се използват в средни и малки доменни пещи; дозировката на SiC обикновено е 5% до 35%. Въглеродните материали включват основно смола, люспест графит, електроден прах и земен графит с дозировка от 2% до 6%.
В огнеупорните отливки от желязо SiC и въглеродните материали обикновено се добавят под формата на фин прах, като се предпочита ултрафин SiC. Тъй като този материал съдържа SiC и въглеродни материали, неговата устойчивост на окисление е намалена. Въглеродното окисление оставя повече микропори, което позволява на разтопеното желязо или шлака непрекъснато да проникват във вътрешността, образувайки обезвъглероден слой и водейки до увреждане на облицовката. Добавянето на метален алуминиев прах може да подобри устойчивостта на окисляване на отливката. Експериментите са показали, че комбинираното използване на метален силициев прах, т.е. Al прах и Si прах, води до по-добра устойчивост на окисление и подобрена якост на отливката. Това е така, защото реакцията на метален силиций и алуминий с въглерод при високи температури за образуване на SiC и Al₄C₃ води до по-плътна микроструктура и повърхност.
В Al₂O₃-SiO₂ ниско циментови огнеупорни отливки добавянето на 2%–8% фин прах от кианит при високи температури от 1200–1400 градуса насърчава образуването на мулит, като по този начин увеличава неговата здравина. Това означава, че кианитът действа не само като разширяващ агент, но и като минерализиращ агент.
