Улучшение изменчивости линии дожиганияогнеупорные бетоны с низким содержанием цемента(в первую очередь подавление аномальной усадки/расширения при высоких температурах и обеспечение объемной стабильности) требует решения трех основных задач: оптимизации сырья, регулирования добавок и управления процессом. Конкретные методы заключаются в следующем:
1. Оптимизация выбора сырья
Высокая-температурная стабильность сырья напрямую определяет тенденцию изменения линии обжига. Приоритезация следующих двух аспектов:
1. Заполнители и порошки. Используйте сырье с низкой-усадкой/предварительно-обожжением. Заполнители предпочтительно должны представлять собой предварительно -обожженный корунд, муллит, боксит с высоким-глиноземом (более или равный 90 % Al₂O₃) и другие материалы, устойчивые к высоким-температурам. Предварительное-обжиг может устранить присущую сырьевому материалу усадку при обжиге, предотвращая чрезмерную общую изменчивость линии литья из-за усадки вторичного заполнителя при высоких температурах. Для порошков избегайте использования непрокаленного гидроксида алюминия или глины низкого-сорта, чтобы уменьшить усадку при разложении/спекании при высоких температурах.
2. Контроль количества связующего. Связующее вещество (алюминатный цемент) в огнеупорных отливках с низким содержанием цемента содержит CaO, который реагирует с Al₂O₃ при высоких температурах с образованием алюминатов кальция (таких как CA₆), что сопровождается определенным изменением объема. Содержание цемента следует контролировать на уровне 3-6% (по общей массе). В сочетании с микрокремнеземом и ультрадисперсным порошком оксида алюминия это снижает зависимость от цемента и сводит к минимуму образование алюмината кальция.
2. Добавление целевых функциональных добавок
Специальные добавки могут быть введены для прямой компенсации усадки или стабилизации высокотемпературных-конструкций:
1. Могут быть добавлены противо-агенты, препятствующие усадке (расширяющие агенты), такие как кианит, силлиманит и андалузит (3–8%). Эти минералы медленно разлагаются при высоких температурах с образованием муллита, который расширяется примерно на 1,5–3%. Это точно компенсирует усадку отлитого изделия при спекании, сохраняя скорость изменения линии повторного спекания в пределах ±0,5% (1500 градусов x 3 часа).
2. Высокотемпературные-стабилизаторы, такие как оксид хрома и оксид циркония (1%-3%), могут ингибировать образование и миграцию фаз с низкой- температурой плавления (таких как анортит и стекло) в огнеупорных отливках с низким содержанием цемента, уменьшая структурное разрушение при высоких температурах и предотвращая аномальное расширение или сжатие.
3. Строго контролировать процессы строительства и термообработки.
Дефекты процесса могут усилить изменения в линии повторного обжига и потребовать принятия ключевых мер контроля:
1. Обеспечьте плотность конструкции. Контролируйте количество воды, добавляемой во время смешивания (обычно 5–7%), чтобы избежать чрезмерной влажности, которая может увеличить пористость (усадка пор при высоких температурах может усугубить общие изменения в линии). Используйте механическую вибрацию (частота вибрации 2000-3000 раз в минуту), чтобы обеспечить низкую плотность цементных огнеупорных бетонных изделий, превышающую или равную 2,6 г/см³, и уменьшить внутреннюю пористость.
2. Оптимизировать режимы отверждения и нагрева.
а. Фаза отверждения: Отверждение при температуре 20-25 градусов и относительной влажности выше или равной 80% в течение 24-48 часов обеспечивает полную гидратацию цемента и образование стабильных продуктов гидратации (таких как CAH₁₀ и C₂AH₈). Это предотвращает позднее обезвоживание при высоких температурах, что может привести к ослаблению структуры.
б. Фаза нагрева: постройте кривую «низкая-температура, медленный-рост, высокая-температура, удержание». В диапазоне низких- температур (меньше или равно 300 градусов) скорость нагрева должна быть меньше или равна 5 градусам в час (для удаления свободной воды и кристаллизационной воды); в среднем-диапазоне температур (300-800 градусов) скорость нагрева должна быть меньше или равна 10 град/час (во избежание быстрого разложения продуктов гидратации и растрескивания); а в диапазоне высоких температур (1000-1500 градусов) скорость нагрева должна составлять 2-4 часа, чтобы обеспечить равномерное спекание и минимизировать колебания объема.
