Tűzálló öntvényekgyakran tapasztalnak jelentős szilárdságcsökkenést közepes hőmérsékleten (jellemzően 800 fok -1000 fok vagy magasabb). Ennek oka elsősorban a kötőanyagban lévő hidrátok kiszáradása, átkristályosodása és fizikai zsugorodása, ami porózus szerkezethez vezet. A tűzálló anyagból készült öntvények középhőmérsékletű szilárdságának javítása érdekében több magméretre lehet összpontosítani: nyersanyag-adagolás, kötőanyag-rendszer optimalizálása, adalékanyag-használat és építési technikák. A következő konkrét fejlesztési stratégiák vannak:
I. Nyersanyagok optimalizálása és a kémiai reakciók kompenzálása
Ez a legközvetlenebb és leghatékonyabb módszer. A lényeg a kémiai reakció által generált térfogat-növekedés hasznosítása a szinterezés közbeni zsugorodás ellensúlyozására.
1. Al2O3 finom por hozzáadása: A tűzálló öntvények aluminálásához elengedhetetlen a megfelelő mennyiségű Al2O3 (alfa-alumínium-oxid) finom por hozzáadása. Köztes hőmérsékleten tágulási hatású kémiai reakción megy keresztül, kompenzálva a térfogat zsugorodás okozta szilárdságcsökkenést. Különösen akkor, ha a kötőanyag CA-70 magas-alumínium-oxid cement, ennek a finom pornak a hozzáadásával a közepes hőmérsékletű szilárdság csökkenése helyett növelhető.
2. Aktív töltőanyagok bevezetése: A tiszta aluminát cementet szilícium-dioxid füsttel kombinálják. 800{3}}1200 fokon a szilícium-dioxid füst reakcióba lép kalcium-oxiddal, és egy anortit erősítő fázist képez, amely hatékonyan növeli a közepes hőmérsékletű szilárdságot körülbelül 20%-kal.
II. Szinterező és expandáló szerek hozzáadása
Speciális ásványi nyersanyagok bevezetésével az anyag szinterezési viselkedése vagy térfogati stabilitása köztes hőmérsékleteken megváltoztatható.
1. Lágy agyag (szinterelőszer) hozzáadása: 3%-6% lágyagyag hozzáadása elősegítheti az önthető anyag szinterezését alacsonyabb hőmérsékleten, megváltoztatva a mikrostruktúrát, és ezáltal növelve a közbenső -hőmérsékleti szilárdságot, még a kemencében szárított szilárdságot is meghaladó mértékben.
2. Andaluzit hasznosítása (magas-hőmérsékletű erősítés): Bár az andaluzit elsősorban magas hőmérsékleten (1300 fok felett) működik, a készítmény megfelelő kialakítása esetén (finom por alakban hozzáadva), a magas hőmérsékleten történő lebomlása során keletkező mullit és SiO₂-felesleg másodlagos mullitizációt képezhet, ami a köztes szilárdság tartományának keresztezése után nagyon hasznos.
3. Bór-karbid használata: A bór-karbid magas hőmérsékleten meglágyul és a részecske felületéhez tapad, hozzájárulva a tömörödéshez. A felületén kialakuló B2O3 oxidfilm oxidációállóságot biztosít, míg a keletkező oszlopos kristályok csökkentik a porozitást és javítják a közepes hőmérsékleti szilárdságot.
III. A kötési rendszer javítása:
A kötőanyag a tűzálló öntvények "csontváza". A megfelelő kötőanyag kiválasztása alapvetően megváltoztathatja a közepes hőmérsékletű szilárdság gyengeségét.
1. Nagy -teljesítményű cement használata: Amikor csak lehetséges, tiszta kalcium-aluminát cementet (CA-70 vagy magasabb minőségű) kell használni. A közönséges CA-50 cementtel összehasonlítva jobb szilárdságmegtartó képességgel rendelkezik a középső hőmérsékleti szakaszban.
2. Kompozit kötőanyagok: A cementet kémiai kötőanyagokkal (például foszfátokkal) kombinálják, vagy kohéziós kötőanyagokat (például szilícium-dioxid szolt és alumínium-oxid szolt) használnak. Ezek a kötési eljárások stabil hálózati struktúrát képeznek közepes hőmérsékleten, ellentétben a tiszta hidratáló kötőanyagokkal, amelyek hajlamosak összeomlani a kiszáradás miatt.
IV. Mikrostruktúra és részecskeméret optimalizálása:
Fizikai módszereket alkalmaznak az anyag belső szerkezetének tömörebbé tételére és a hibák csökkentésére.
1. Ésszerű részecskeméret-eloszlás: Optimalizálja az aggregátumok (például korund és mullit) részecskeeloszlását a belső porozitás csökkentése érdekében a legközelebbi tömörítés elvét követve.
2. A mikropor technológia bevezetése: Adjon hozzá megfelelő mennyiségű aktivált alumínium-oxid mikroport vagy szilícium-dioxid mikroport, kihasználva a mikropor töltő hatását a látszólagos porozitás csökkentése, az anyag sűrűségének növelése és ezáltal a szilárdság javítása érdekében.
V. Felépítés és kikeményedés ellenőrzése:
Még a legjobb tűzálló önthető anyagok összetétele esetén is, a nem megfelelő konstrukció jelentősen csökkenti a szilárdságot.
1. A víz hozzáadásának szigorú ellenőrzése: A túlzott vízadagolás jelentősen növeli a porozitást és csökkenti a sűrűséget. A keverés során szigorúan be kell tartani a hozzáadott víz mennyiségét a gyártó által javasolt mennyiségben.
2. Szabványosítsa a sütési folyamatot: Közepes hőmérsékleten (különösen 900-1200 fokon) történő melegítéskor elegendő tartási időt kell biztosítani ahhoz, hogy a hidrátok teljesen kiszáradjanak és átkristályosodjanak, elkerülve a túlzott melegítés miatti repedéseket vagy laza szerkezetet.
