Postavljanje i stvrdnjavanjeniskocementne vatrostalne ljevineuglavnom je posljedica koagulacije i vezivanja. Stoga je uloga ultrafinog praha ključna, budući da je ključni čimbenik koji određuje i utječe na njegovu izvedbu. U isto vrijeme, ne može se zanemariti utjecaj dodataka na njegovu izvedbu.
NO.01 Ultrafini prah
Ultrafini prahovi u niskocementnim livnicama uglavnom uključuju aktivnu silicij dioksid, -Al₂O₃ prah i Cr2O3 prah, sa sadržajem (%) od 93,2%, većim od 90%, odnosno većim od 99%. Raspodjela veličine čestica ove tri vrste ultrafinog praha prikazana je u tablici ispod. Tablica pokazuje da čestice manje od 1,0 mm čine više od 71%.
Vatrostalni ljevci imaju isti omjer mješavine, sa sadržajem CaO od približno 0,6%. Tri skupine uzoraka pripremljene su dodavanjem aktivnog SiO₂, -Al₂O₃ ( -aluminijevog oksida u prahu) i kompozita oba ultrafina praha, redom, u istoj količini. Kako se temperatura zagrijavanja povećava, čvrstoća lijevanih materijala s različitim ultrafinim prahom raste.
Također je uočeno da različiti ultrafini prahovi različito doprinose čvrstoći lijevanih materijala. Lijevnik s jednakom količinom aktivnog SiO₂ i -Al₂O₃ kompozitnog ultrafinog praha pokazuje najveću čvrstoću, zatim lijevak s aktivnim SiO₂ ultrafinim prahom, dok ljevac s ultrafinim prahom glinice ima najmanju čvrstoću. Na temperaturi zagrijavanja od 1500 stupnjeva, čvrstoća lijevanih materijala s tri vrste ultrafinog praha je u osnovi slična. To znači da su pri pripremi niskocementnih vatrostalnih lijevaka najbolji kompozitni ultrafini prahovi, a kada se koriste sami, aktivni SiO₂ ultrafini prah bi trebao imati prednost.
Međutim, povećanje količine SiO₂ ultrafinog praha smanjit će sadržaj Al2O3 u lijevanom materijalu i povećati slobodni kvarc, što neizbježno dovodi do smanjenja otpornosti lijevanog materijala na trosku. Na primjer, udio mješavine vatrostalnog materijala koji se može lijevati za željezne korita je: 70% visoko{2}}aluminijevog agregata, 14,2% SiC, 5,8% C, 0,2% disperzanta, 6,5% vode i 10% visokog{8}}aluminijevog oksida u prahu i ultrafinog praha SiO₂ u kombinaciji. Ispitivanja otpornosti na trosku provedena su metodom lonca u redukcijskoj atmosferi. Uvjeti ispitivanja: standardna bazičnost troske 1.105, temperatura zagrijavanja i vrijeme držanja 1500 stupnjeva, 4h. S povećanjem sadržaja ultrafinog praha SiO₂, postoji optimalna vrijednost otpornosti na trosku; to jest, najbolja otpornost na trosku postiže se kada je sadržaj ultrafinog praha oko 5%.
S omjerom smjese koja se može lijevati i kombiniranim sadržajem vatrostalnog finog praha i ultrafinog praha koji ostaju konstantni, tlačna čvrstoća nakon pečenja na 1600 stupnjeva također raste s povećanjem sadržaja ultrafinog praha, ali postoji optimalna vrijednost. Uz ultrafini prah SiO₂ koji čini približno 5%, a ultrafini prah Al₂O3 i Cr2O3 koji čine približno 7%, čvrstoća je dobra, a druga svojstva su također odlična. Što se tiče vrste ultrafinog praha, SiO₂ ultrafini prah ima najbolji pojačavajući učinak, a slijedi ga Al2O3 ultrafini prah, dok Cr2O₃ ultrafini prah ima slab učinak ojačanja. Također je uočeno da je učinak ojačanja ultrafinog praha SiO₂ 2,5 do 4,4 puta veći od posljednje dvije vrste.
BR.02 Primjese
Postoji mnogo vrsta dodataka. Ovdje uzimamo sredstva za raspršivanje i-vodoreduktore kao primjere kako bismo ilustrirali njihov utjecaj na performanse niskocementnih vatrostalnih betona.
Kada je udio mješavine betona konstantan, dodavanjem različitih količina disperzanta može se smanjiti količina potrebne građevinske vode. Kada je količina građevinske vode konstantna, postoji optimalna vrijednost za osušenu tlačnu čvrstoću kako se količina disperzanta povećava. To jest, čvrstoća je najbolja kada je sadržaj disperzanta 0,15% do 0,2%. Kada se ne doda -sredstvo za redukciju vode ili doza premaši 0,5%, čvrstoća se pogoršava ili uzorak puca. To je zbog slabe fluidnosti lijevanog materijala i nedostatka gustoće u kalupljenom tijelu.
Postoji mnogo vrsta-agensa za redukciju vode, a odgovarajući odabir treba napraviti testiranjem. Nakon određivanja udjela mješavine ultra-niskocementnog korundnog lijevaka, natrijev polifosfat, kondenzati policianamida i kondenzati naftalen sulfonata korišteni su kao sredstva za redukciju vode-, a prikladne doze su ispitane za pripremu vatrostalnih lijevaka. Stabli bez vode-redukcija pate od spontane aglomeracije ultrafinog praha, koji ne može učinkovito ispuniti pore i ima izrazito neravnomjernu raspodjelu. Velika količina vode je zarobljena u flokulama ili ispunjava pore, što rezultira povećanom potrošnjom vode, niskom nasipnom gustoćom, velikom poroznošću i niskom čvrstoćom nakon toplinske obrade, a također je nepovoljna za sinteriranje. Polifosfati imaju određeni učinak raspršivanja i-smanjivanja vode, što donekle može spriječiti spontanu aglomeraciju ultrafinog praha, omogućujući im da se potpunije raspodijele u porama, poboljšavajući iskorištenje vode i smanjujući potrošnju vode za približno 17%.
Prema tome, povećana nasipna gustoća i smanjena poroznost lijevanog materijala, u usporedbi s neobrađenim lijevanim materijalom, rezultirali su 0,6-1,9 puta povećanjem tlačne čvrstoće nakon pečenja i 1,25 puta povećanjem čvrstoće na savijanje pri visokim-temperaturama. Sredstva B i C su organska visoko{5}}učinkovita sredstva za-smanjenje vode, s posebno značajnim učincima-smanjenja raspršivanja vode, postižući stope smanjenja vode od 25% odnosno 28%. U usporedbi s neobrađenim lijevanim materijalom, njihova nasipna gustoća porasla je za približno 3,5%, poroznost se smanjila za 15%, tlačna čvrstoća nakon pečenja porasla je za 1-4 puta, a čvrstoća na savijanje pri visokim-temperaturama porasla je za više od 3,5 puta. Također je evidentno da je agens C učinkovitiji od agensa B. Zaključno, agensi za redukciju vode moraju se dodati kada se pripremaju niskocementni vatrostalni materijali, a organskim agensima za redukciju vode visoke učinkovitosti treba dati prednost.
BR.03 Aluminijski prah
Metalni aluminijski prah općenito se dodaje u željezne vatrostalne lijevane ploče kako bi se ubrzalo sušenje i ojačao odljevak. Njegova veličina čestica i doza imaju značajan utjecaj na performanse lijevanog materijala i treba ih odabrati na odgovarajući način.
U Al₂O₃-SiC-C ultra-slojovima za ljevanje, što je manja veličina čestica aluminijskog praha i viša temperatura okoline tijekom izgradnje, to je kemijska reakcija snažnija, proizvodi se više plina i viša je temperatura materijala. Ovo je korisno za dehidraciju kalupa, što omogućuje brzo pečenje; međutim, pretjerano brza reakcija može lako dovesti do pogrešnog podešavanja, što je štetno za snagu. Omjeri mješavine lijevanog materijala ostaju isti. Velike veličine čestica aluminijskog praha su štetne za čvrstoću, dok pretjerano male veličine čestica nude neke prednosti za tlačnu čvrstoću tijekom sušenja, ali druge čvrstoće se smanjuju. Veličina čestica od 88-44 mm rezultira boljom čvrstoćom. Količinu upotrijebljenog aluminijskog praha treba odrediti na temelju svojstava vatrostalnog lijevanog materijala i uvjeta gradnje; treba ga koristiti što je moguće manje, a pritom osigurati dobru ventilaciju i brzo sušenje.
BR.04 Aditivi
U Al₂O₃-SiC-C ultra-cementne lijevane materijale treba dodati SiC i ugljične materijale kako bi se poboljšala njihova otpornost na trosku i toplinska stabilnost. Eksperimenti i upotreba dokazali su da stupanj i doza SiC i karbonskih materijala imaju značajan utjecaj na performanse lijevanih materijala i da ih treba racionalno odabrati. Nadalje, stupanj i doza variraju ovisno o veličini visoke peći i mjestu primjene. Općenito, visoko{6}}kvalitetni SiC i ugljični materijali koriste se u glavnom željeznom koritu ili koritu za trosku velikih i srednjih-velikih visokih peći, dok se niži-SiC i ugljični materijali koriste u srednjim i malim visokim pećima; doza SiC je općenito 5% do 35%. Ugljični materijali uglavnom uključuju smolu, ljuskasti grafit, prah elektrode i zemljani grafit, s dozom od 2% do 6%.
U vatrostalne lijevane materijale od željeza, SiC i ugljični materijali općenito se dodaju u obliku finog praha, pri čemu se preferira ultrafini SiC. Budući da ovaj materijal sadrži SiC i ugljične materijale, njegova otpornost na oksidaciju je smanjena. Oksidacija ugljika ostavlja više mikropora, dopuštajući rastaljenom željezu ili šljaci da kontinuirano prodiru u unutrašnjost, stvarajući dekarburizirani sloj i dovodeći do oštećenja obloge. Dodavanje metalnog aluminijskog praha može poboljšati otpornost lijevanog materijala na oksidaciju. Eksperimenti su pokazali da kombinirana uporaba praha metalnog silicija, tj. praha Al i praha Si, rezultira boljom otpornošću na oksidaciju i poboljšanom čvrstoćom lijevanog materijala. To je zato što reakcija metalnog silicija i aluminija s ugljikom na visokim temperaturama u stvaranje SiC i Al₄C₃ dovodi do gušće mikrostrukture i površine.
U Al₂O₃-SiO₂ niskocementnim vatrostalnim lijevacima, dodatak 2%–8% finog praha kijanita pri visokim temperaturama od 1200–1400 stupnjeva potiče stvaranje mulita, čime se povećava njegova čvrstoća. To znači da kijanit djeluje ne samo kao sredstvo za ekspanziju, već i kao sredstvo za mineralizaciju.
