Ildfaste støpegodsopplever ofte en betydelig reduksjon i styrke ved middels temperaturer (vanligvis 800 grader -1000 grader eller høyere). Dette skyldes hovedsakelig dehydrering, omkrystallisering og fysisk krymping av hydrater i bindemidlet, noe som fører til en porøs struktur. For å forbedre mellomtemperaturstyrken til støpematerialer av ildfast materiale, kan man fokusere på flere kjernedimensjoner: råvareproporsjonering, optimalisering av bindemiddelsystem, bruk av tilsetningsstoffer og konstruksjonsteknikker. Følgende er spesifikke forbedringsstrategier:
I. Optimalisering av råvarer og kompensering for kjemiske reaksjoner
Dette er den mest direkte og effektive metoden. Kjernen skal utnytte volumutvidelsen som genereres av den kjemiske reaksjonen for å kompensere for krympingen under sintringen.
1. Tilsetning av fint Al₂O₃-pulver: Det er avgjørende å tilsette en passende mengde Al₂O₃ (alfa-aluminiumoksyd) fint pulver for å aluminere ildfaste støpematerialer. Ved mellomtemperaturer gjennomgår den en ekspansjonseffekt kjemisk reaksjon, som kompenserer for styrkereduksjonen forårsaket av volumkrymping. Spesielt når bindemidlet er CA-70 høy-aluminiumoksydsement, kan tilsetning av dette fine pulveret til og med øke mellomtemperaturstyrken i stedet for å redusere den.
2. Introduksjon av aktive fyllstoffer: Ren aluminatsement kombineres med silika-røyk. Ved 800-1200 grader reagerer silika-røyken med kalsiumoksid for å danne en anortitt-forsterkende fase, som effektivt kan øke mellomtemperaturstyrken med omtrent 20 %.
II. Tilsetning av sintringsmidler og ekspansjonsmidler
Ved å introdusere spesifikke mineralråmaterialer kan sintringsoppførselen eller volumstabiliteten til materialet ved mellomtemperaturer endres.
1. Tilsetning av myk leire (sintringsmiddel): Tilsetning av 3 %-6 % myk leire kan fremme sintring av støpemassen ved lavere temperaturer, endre mikrostrukturen og dermed øke mellomtemperaturstyrken-, til og med overstige den ovnstørkede styrken.
2. Bruk av andalusitt (høy-temperaturforsterkning): Selv om andalusitt primært fungerer ved høye temperaturer (over 1300 grader), hvis formuleringen er riktig utformet (tilsatt i fin pulverform), kan mullitten og overskuddet av SiO₂ som genereres under dens nedbrytning ved høye temperaturer, opprettholde sekundærstyrken etter mullitering, noe som er svært nyttig i intermedier.
3. Bruk av borkarbid: Borkarbid mykner ved høye temperaturer og fester seg til partikkeloverflaten, og bidrar til fortetting. B2O3-oksidfilmen dannet på overflaten gir oksidasjonsmotstand, mens de genererte søylekrystallene reduserer porøsiteten og forbedrer mellomtemperaturstyrken.
III. Forbedring av bindingssystemet:
Bindemiddelet er "skjelettet" til de ildfaste støpematerialene. Å velge et egnet bindemiddel kan fundamentalt endre svakheten i mellomtemperaturstyrken.
1. Bruk av høy-sement: Ren kalsiumaluminatsement (CA-70 eller høyere kvalitet) bør brukes når det er mulig. Sammenlignet med vanlig CA-50-sement har den en bedre styrkeretensjon i mellomtemperaturstadiet.
2. Sammensatte bindemidler: Sement kombineres med kjemiske bindemidler (som fosfater), eller det brukes kohesive bindemidler (som silikasol og aluminasol). Disse bindingsmetodene danner en stabil nettverksstruktur ved middels temperaturer, i motsetning til rene hydreringsbindemidler som er utsatt for å kollapse på grunn av dehydrering.
IV. Optimalisering av mikrostruktur og partikkelstørrelse:
Fysiske metoder brukes for å gjøre den indre strukturen til materialet mer kompakt og redusere defekter.
1. Rimelig partikkelstørrelsesfordeling: Optimaliser partikkelfordelingen av aggregater (som korund og mullitt), etter prinsippet om tettest pakking for å redusere indre porøsitet.
2. Introduksjon av mikropulverteknologi: Tilsett passende mengder aktivert aluminiumoksydmikropulver eller silikamikropulver, bruk fyllingseffekten til mikropulveret for å redusere tilsynelatende porøsitet, øke materialtettheten og dermed forbedre styrken.
V. Konstruksjons- og herdekontroll:
Selv med de beste ildfaste støpematerialer, vil feil konstruksjon redusere styrken betydelig.
1. Streng kontroll av vanntilsetning: Overdreven vanntilsetning vil øke porøsiteten betydelig og redusere tettheten. Vanntilsetningsmengden må følges strengt i henhold til produsentens anbefalte mengde under blanding.
2. Standardiser bakeprosessen: Ved oppvarming på middels temperaturstadiet (spesielt 900 grader -1200 grader), må det sikres tilstrekkelig holdetid for å la hydratene dehydrere fullstendig og omkrystallisere, slik at man unngår sprekker eller løs struktur på grunn av overdreven oppvarming.
