I. Prinsip penyediaan castable simen rendah
Penyediaancastables refraktori simen rendahharus mengambil "mengurangkan kandungan simen, mengoptimumkan struktur mikro dan meningkatkan-prestasi suhu tinggi" sebagai matlamat teras dan mematuhi empat prinsip berikut dengan tegas untuk memastikan ia mempunyai kebolehkerjaan dan kestabilan perkhidmatan:
1. Prinsip pengoptimuman penggredan zarah
Penggredan zarah adalah asas untuk menentukan ketumpatan pukal, keliangan dan kekuatan castable. Ia mesti mengikut "teori pembungkusan terdekat" dan biasanya menggunakan reka bentuk penggredan tiga-atau empat-peringkat:
1) Agregat kasar (5-15mm): menyumbang 30%-45%, terutamanya memainkan peranan sokongan rangka, dan bahan mentah dengan kestabilan kimia yang baik dan pekali pengembangan haba yang rendah (seperti bauksit alumina tinggi, korundum) mesti dipilih untuk mengelakkan keretakan struktur akibat perubahan volum pada suhu tinggi
2) Agregat sederhana (1-5mm): menyumbang 20%-30%, mengisi jurang antara agregat kasar, meningkatkan kecairan bahan, dan mesti sepadan dengan komposisi agregat kasar untuk mengurangkan tindak balas antara muka;
3) Serbuk halus (0.074-1mm): menyumbang 15%-25%, seterusnya mengisi jurang antara agregat dan meningkatkan ketumpatan. Saiz zarah serbuk halus perlu dikawal dalam julat yang munasabah. Serbuk yang terlalu kasar akan mudah menyebabkan susunan longgar, manakala serbuk yang terlalu halus akan meningkatkan permintaan air;
4) Serbuk mikro (<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. Prinsip kawalan jitu sukatan simen
Dos simen (terutamanya simen alumina) bagi castable refraktori simen rendah biasanya Kurang daripada atau sama dengan 8% (pecahan jisim). Keseimbangan mesti dicapai antara "mengurangkan dos" dan "memastikan pembinaan dan kekuatan awal":
(1) Dos berkesan minimum: Tentukan dos simen mengikut tujuan penuangan (cth. 5%-7% untuk lapisan tanur bersuhu tinggi-suhu, 7%-8% untuk saluran paip bersuhu-rendah), mengelakkan dos berlebihan yang akan mengakibatkan pembentukan aluminates-C2 kalsium tinggi (eg CA6) yang tinggi. suhu, yang akan mengurangkan refraktori;
(2) Sinergi dengan serbuk mikro: Melalui tindak balas pozzolanik wasap silika dan serbuk mikro alumina, mereka bergabung dengan produk penghidratan simen (cth CAH10, C2AH8) untuk membentuk C-A-S-H gel atau kristal CA6 kolumnar yang stabil, mengimbangi pengurangan dos dalam simen.
3. Prinsip keseimbangan antara permintaan air dan kecairan
Permintaan air secara langsung mempengaruhi ketumpatan, keliangan dan kebolehkerjaan castables dan perlu dikawal dalam julat munasabah terendah (biasanya 5%-8%):
(1) Mengurangkan permintaan air: Dengan menambahkan-penurun air berkecekapan tinggi (seperti asid polikarboksilik dan siri naftalena), daya tarikan antara zarah dikurangkan, kecairan tinggi dicapai pada kandungan air rendah, dan pembentukan melalui liang selepas penyejatan air yang berlebihan dielakkan;
(2) Penyesuaian kecairan: Laraskan kecairan mengikut kaedah pembinaan (seperti pengepaman dan getaran). Pengembangan bahan yang dipam perlu Lebih Besar daripada atau sama dengan 250mm, dan pengembangan bahan bergetar perlu Lebih Besar daripada atau sama dengan 200mm. Pada masa yang sama, elakkan aliran berlebihan yang menyebabkan stratifikasi agregat.
4. Prinsip kawalan kestabilan volum
Castable refraktori simen rendah terdedah kepada perubahan isipadu semasa pemanasan akibat perubahan fasa dan penguraian produk penghidratan. Ini memerlukan pemilihan bahan mentah dan kawalan aditif:
(1) Pampasan pengembangan bahan mentah: Tambah jumlah agen pengembangan yang sesuai (seperti kyanit dan sillimanite, yang bertukar kepada mullite pada suhu tinggi dan mengembang sebanyak 10%-15%) untuk mengimbangi pengecutan yang disebabkan oleh penguraian produk penghidratan simen (seperti CAH10 yang terurai menjadi C2AH8 pada 100,-200 darjah kerintangan. 10%);
(2) Pengoptimuman struktur mikro: Melalui pengisian serbuk mikro dan pertumbuhan arah kristal (seperti jalinan kristal kolumnar CA6), struktur longgar semasa pemanasan dikurangkan dan kestabilan volum dipertingkatkan. Ia biasanya dikehendaki bahawa kadar perubahan linear selepas menembak pada 1100 darjah dikawal dalam ±0.5%.
2. Bahan mentah utama yang mempengaruhi prestasi castable simen rendah
Prestasi -bekas simen rendah (refraktori, kekuatan, kestabilan kejutan haba dan rintangan kakisan) ditentukan oleh komposisi kimia, struktur mineral dan taburan saiz zarah bahan mentah. Bahan mentah teras boleh dibahagikan kepada lima kategori:
1. Agregat refraktori: menentukan asas refraktori dan kekuatan rangka castable.
Agregat refraktori menyumbang 60%-75% dan merupakan "rangka" castable. Prestasinya secara langsung menentukan refraktori dan kapasiti galas suhu tinggi castable:
(1) Agregat-alumina tinggi (Al₂O₃ Lebih besar daripada atau sama dengan 70%) Komposisi dan prestasi: Komponen utama ialah korundum dan mullite, refraktori lebih besar daripada atau sama dengan 1770 darjah , kekuatan mampatan pada suhu bilik Lebih besar daripada atau sama dengan 100MPa, kekuatan mampatan lebih tinggi daripada 140 atau sama pada suhu tinggi 50MPa; Senario yang berkenaan: Lapisan tanur suhu sederhana dan tinggi (seperti zon pembakaran tanur berputar simen, relau pemanasan metalurgi), adalah perlu untuk mengelakkan kekotoran yang berlebihan (seperti Fe₂O₃, TiO₂) untuk mengelakkan pembentukan fasa takat lebur rendah (seperti FeO₃Al₂00);
(2) Agregat korundum (Al₂O₃ Lebih besar daripada atau sama dengan 90%): Komposisi dan prestasi: Terutamanya -korundum, struktur padat, refraktori lebih besar daripada atau sama dengan 1850 darjah , rintangan kakisan (seperti rintangan kepada keluli cair dan kakisan sanga) adalah lebih baik daripada tinggi{ina{4}}agregat; Senario yang berkenaan: Persekitaran ultra-suhu tinggi (seperti palung besi relau letupan keluli dan bukan-relau peleburan logam ferus), adalah perlu untuk mengawal taburan saiz zarah agregat untuk mengelakkan agregat kasar yang berlebihan menyebabkan penurunan kestabilan kejutan haba.
2. Serbuk mikro refraktori: Serbuk mikro teras untuk mencapai "simen rendah" dan prestasi
penambahbaikan menyumbang 5%-15%, yang merupakan kunci untuk membezakan castables refraktori simen rendah daripada castables biasa. Ia terutamanya termasuk:
(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%) akan meningkatkan permintaan air dan perlu digunakan dengan pengurang air;
(2) Asap silika (SiO₂ Lebih daripada atau sama dengan 90%, D50=0.1-0.5μm): Mekanisme tindakan: Ia mempunyai aktiviti pozzolanic yang tinggi dan bertindak balas dengan Ca(OH)₂ yang dihasilkan oleh penghidratan simen untuk membentuk gel C-S-H, yang meningkatkan kekuatan awal. Zarah sferanya boleh mengurangkan geseran dalaman dalam bahan dan meningkatkan kecairan. Langkah berjaga-jaga: Jumlah wasap silika yang digunakan mesti dikawal (biasanya 3%-8%). Penggunaan yang berlebihan akan menyebabkan penuangan membentuk sejumlah besar kaca takat lebur-rendah (seperti kaca CaO-SiO₂-Al₂O₃, takat lebur<1400°C) at high temperatures, reducing corrosion resistance.
3. Pengikat: Kunci untuk memastikan kebolehkerjaan dan pembangunan kekuatan.
Pengikat castable simen-rendah adalah terutamanya simen alumina, ditambah dengan ikatan kimia serbuk halus. Prestasinya mempengaruhi masa penetapan dan kekuatan castable:
(1) Simen alumina (CA-50, CA-70): Komposisi dan ciri: CA-50 mengandungi 50%-60% CA (monokalsium aluminat), mempunyai masa tetapan sederhana (tetapan awal Lebih besar daripada atau sama dengan 45min, tetapan akhir Kurang daripada atau sama dengan 10h), dan kekuatan awal yang tinggi (kekuatan mampatan 1d sama dengan Lebih besar daripada 20MPa); CA-70 mengandungi Lebih besar daripada atau sama dengan 70% CA, mempunyai kekuatan awal yang lebih tinggi, tetapi set lebih cepat dan perlu digunakan dengan retarder; Kesan prestasi: Kandungan CaO dalam simen secara langsung mempengaruhi refraktori. Bagi setiap peningkatan 1% dalam CaO, refraktori berkurangan kira-kira 15-20 darjah . Oleh itu, simen dengan kandungan CaO yang rendah (CA-70 CaO Kurang daripada atau sama dengan 22%) hendaklah dipilih;
(2) Menetapkan retarder/pemecut: Menetapkan retarder (seperti asid sitrik dan asid tartarik, ditambah pada 0.05%-0.2%) memanjangkan masa penetapan dan sesuai untuk-pengangkutan jarak jauh atau-penuangan volum besar. Menetapkan pemecut (seperti Li₂CO₃ dan CaCl₂, ditambah pada 0.01%-0.05%) memendekkan masa penetapan dan sesuai untuk persekitaran pembinaan suhu rendah (seperti pembinaan musim sejuk). Walau bagaimanapun, penggunaan berlebihan harus dielakkan, kerana ia boleh mengurangkan kekuatan.
4. Pengurang air: Bahan tambahan teras untuk mengimbangi permintaan air dan kecairan
Pengurang air adalah kunci untuk mencapai "air rendah dan aliran tinggi" dalam castable tahan api simen rendah. Jumlah tambahan biasanya 0.1%-0.5%:
(1) Pengurang air asid polikarboksilik: Kelebihan: Kadar pengurangan air yang tinggi (sehingga 30%-40%), pengekalan kemerosotan yang baik (kehilangan pengembangan dalam masa 1 jam Kurang daripada atau sama dengan 20mm), keserasian yang baik dengan simen aluminat, dan tidak akan menyebabkan keterlambatan yang berlebihan; Kesan prestasi: Ia boleh mengurangkan permintaan air sebanyak 2-3 mata peratusan, meningkatkan kekuatan mampatan castable selepas menembak pada 1100 darjah sebanyak 15%-20%, dan mengurangkan keliangan ketara sebanyak 3-5 mata peratusan;
(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%) akan menyebabkan castable menjadi delaminate atau kehilangan kekuatan.
5. Bahan tambahan berfungsi: mengawal kestabilan volum dan sifat khas
(1) Ejen pengembangan (kyanite, sillimanite): Fungsi: pada suhu tinggi (1100-1400 darjah ), ia bertukar menjadi mullite, mengembang sebanyak 10%-15%, mengimbangi pengecutan castable dan mengelakkan keretakan; dos: biasanya 3%-5%, dos yang berlebihan akan membawa kepada pengembangan volum yang berlebihan dan menjana tekanan dalaman;
(2)-Agen anti letupan (serbuk aluminium logam, jumlah tambahan 0.1%-0.3%): - Fungsi: semasa proses pemanasan (200-600 darjah ), ia perlahan-lahan teroksida untuk menjana Al₂O₃, membebaskan sejumlah kecil gas, menyahcas air bebas di dalam struktur refraktori simen yang rendah dan mengelak penyejatan air yang cepat di dalam struktur refraktori simen yang rendah pada suhu tinggi;
(3) Penstabil kejutan terma (silikon karbida, silikon nitrida, jumlah tambahan 5%-10%): Fungsi: Gunakan ciri pengembangan rendah silikon karbida (pekali pengembangan terma 4.5×10⁻⁶/ darjah ) dan silikon nitrida (pekali pengembangan terma )⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻⁻ dan boleh dipertingkatkan. kestabilan kejutan haba (biasanya bilangan kejutan haba yang disejukkan dengan air boleh ditingkatkan daripada 10 kali kepada lebih daripada 20 kali).
