Castables tahan apisering mengalami penurunan kekuatan yang ketara pada suhu sederhana (biasanya 800 darjah -1000 darjah atau lebih tinggi). Ini disebabkan terutamanya oleh dehidrasi, penghabluran semula, dan pengecutan fizikal hidrat dalam pengikat, yang membawa kepada struktur berliang. Untuk meningkatkan kekuatan suhu perantaraan castable bahan refraktori, seseorang boleh menumpukan pada beberapa dimensi teras: pembahagian bahan mentah, pengoptimuman sistem pengikat, penggunaan bahan tambahan dan teknik pembinaan. Berikut adalah strategi penambahbaikan khusus:
I. Mengoptimumkan Bahan Mentah dan Mengimbangi Tindak Balas Kimia
Ini adalah kaedah yang paling langsung dan berkesan. Intinya adalah untuk menggunakan pengembangan isipadu yang dihasilkan oleh tindak balas kimia untuk mengimbangi pengecutan semasa pensinteran.
1. Menambah Serbuk Halus Al₂O₃: Menambah jumlah serbuk halus Al₂O₃ (alpha alumina) yang sesuai untuk mengaluminasi castable refraktori adalah penting. Pada suhu pertengahan, ia mengalami tindak balas kimia kesan pengembangan, mengimbangi penurunan kekuatan yang disebabkan oleh pengecutan volum. Terutamanya apabila pengikat adalah simen alumina CA-70 tinggi-, menambah serbuk halus ini malah boleh meningkatkan kekuatan suhu pertengahan dan bukannya mengurangkannya.
2. Pengenalan pengisi aktif: Simen aluminat tulen digabungkan dengan wasap silika. Pada 800-1200 darjah , wasap silika bertindak balas dengan kalsium oksida untuk membentuk fasa pengukuhan anortite, yang boleh meningkatkan kekuatan suhu pertengahan dengan berkesan sebanyak kira-kira 20%.
II. Penambahan agen pensinteran dan agen pengembang
Dengan memperkenalkan bahan mentah mineral tertentu, tingkah laku pensinteran atau kestabilan isipadu bahan pada suhu pertengahan boleh diubah.
1. Penambahan tanah liat lembut (agen pensinteran): Menambah 3%-6% tanah liat lembut boleh menggalakkan pensinteran tuangan pada suhu yang lebih rendah, mengubah struktur mikro dan dengan itu meningkatkan kekuatan suhu-perantaraan, malah melebihi kekuatan yang dikeringkan dengan ketuhar.
2. Menggunakan andalusite (tetulang suhu-tinggi): Walaupun andalusite terutamanya berfungsi pada suhu tinggi (melebihi 1300 darjah ), jika formulasi direka bentuk dengan betul (ditambah dalam bentuk serbuk halus), mullite dan SiO₂ berlebihan yang dijana semasa penguraiannya pada suhu tinggi boleh membentuk penggandaan julat menengah yang sangat membantu, yang merupakan penggandaan julat kedua yang sangat membantu.
3. Menggunakan boron karbida: Boron karbida melembut pada suhu tinggi dan melekat pada permukaan zarah, menyumbang kepada ketumpatan. Filem oksida B₂O₃ yang terbentuk pada permukaannya memberikan rintangan pengoksidaan, manakala kristal kolumnar yang dihasilkan mengurangkan keliangan dan meningkatkan kekuatan suhu pertengahan.
III. Memperbaiki sistem ikatan:
Pengikat adalah "rangka" castables refraktori. Memilih pengikat yang sesuai secara asasnya boleh mengubah kelemahan dalam kekuatan suhu pertengahan.
1. Menggunakan simen-berprestasi tinggi: Simen kalsium aluminat tulen (CA-70 atau gred lebih tinggi) hendaklah digunakan apabila boleh. Berbanding dengan simen CA-50 biasa, ia mempunyai kadar pengekalan kekuatan yang lebih baik dalam peringkat suhu pertengahan.
2. Pengikat Komposit: Simen digabungkan dengan pengikat kimia (seperti fosfat), atau pengikat kohesif (seperti sol silika dan sol alumina) digunakan. Kaedah ikatan ini membentuk struktur rangkaian yang stabil pada suhu sederhana, tidak seperti pengikat penghidratan tulen yang terdedah kepada runtuh akibat dehidrasi.
IV. Pengoptimuman Struktur Mikro dan Saiz Zarah:
Kaedah fizikal digunakan untuk menjadikan struktur dalaman bahan lebih padat dan mengurangkan kecacatan.
1. Taburan Saiz Zarah Munasabah: Optimumkan taburan zarah agregat (seperti korundum dan mullite), mengikut prinsip pembungkusan terdekat untuk mengurangkan keliangan dalaman.
2. Pengenalan Teknologi Serbuk Mikro: Tambah jumlah serbuk mikro alumina teraktif atau serbuk mikro silika yang sesuai, menggunakan kesan pengisian serbuk mikro untuk mengurangkan keliangan ketara, meningkatkan ketumpatan bahan, dan dengan itu meningkatkan kekuatan.
V. Kawalan Pembinaan dan Pengawetan:
Walaupun dengan formulasi bahan castable refraktori terbaik, pembinaan yang tidak betul akan mengurangkan kekuatan dengan ketara.
1. Kawalan Ketat Penambahan Air: Penambahan air yang berlebihan akan meningkatkan keliangan dan mengurangkan ketumpatan dengan ketara. Jumlah penambahan air mesti diikuti dengan ketat mengikut jumlah yang disyorkan pengeluar semasa mencampurkan.
2. Seragamkan proses penaik: Apabila memanaskan pada peringkat suhu sederhana (terutamanya 900 darjah -1200 darjah ), masa penahanan yang mencukupi mesti dipastikan untuk membolehkan hidrat dehidrasi sepenuhnya dan mengkristal semula, mengelakkan rekahan atau struktur longgar akibat pemanasan yang berlebihan.
