I. Matalasementtivalujen valmistusperiaatteet
Valmistelumatalasementtiset tulenkestävät valukappaleetpitäisi ottaa "sementtipitoisuuden vähentäminen, mikrorakenteen optimointi ja korkean{0}}lämpötilojen suorituskyvyn parantaminen" ydintavoitteiksi ja noudattaa tiukasti seuraavia neljää periaatetta varmistaakseen sen toimivuuden ja palvelun vakauden:
1. Hiukkasten luokittelun optimointiperiaate
Hiukkasten luokittelu on pohjana valukappaleiden bulkkitiheyden, huokoisuuden ja lujuuden määrittämiselle. Sen on noudatettava "lähimmän pakkausteorian" mukaista ja tavallisesti käytettävä kolmen-tason tai neljän{2}}tason luokittelua:
1) Karkea kiviaines (5-15 mm): osuus on 30–45 %, sillä on pääasiassa luurankoa tukeva rooli, ja raaka-aineet, joilla on hyvä kemiallinen stabiilisuus ja alhainen lämpölaajenemiskerroin (kuten runsaasti alumiinioksidia sisältävä bauksiitti, korundi), on valittava, jotta vältetään rakenteelliset halkeilut, jotka johtuvat tilavuuden muutoksista korkeissa lämpötiloissa;
2) Keskikokoinen kiviaines (1-5 mm): osuus on 20–30%, täyttää karkeiden kiviainesten väliset raot, parantaa materiaalin juoksevuutta ja sen on vastattava karkeiden aggregaattien koostumusta rajapintareaktioiden vähentämiseksi;
3) Hieno jauhe (0,074-1 mm): osuus on 15–25 %, mikä edelleen täyttää kiviainesten välisiä rakoja ja parantaa tiheyttä. Hienon jauheen hiukkaskokoa on säädettävä kohtuullisella alueella. Liian karkea jauhe johtaa helposti löysään pinoamiseen, kun taas liian hieno jauhe lisää veden tarvetta;
4) mikrojauhe (<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. Sementin annostuksen tarkan hallinnan periaate
Sementtiannostus (pääasiassa aluminaattisementti) matalasementtisten tulenkestävien valukappaleiden osalta on yleensä pienempi tai yhtä suuri kuin 8 % (massaosuus). On löydettävä tasapaino "annostuksen vähentämisen" ja "rakenteen ja varhaisen lujuuden varmistamisen" välillä:
(1) Tehokas vähimmäisannostus: Määritä sementin annostus valuvanteen tarkoituksen mukaan (esim. . 5%-7% korkean-lämpötilojen uunien vuorauksille, 7%-8% matalan-lämpötilojen putkistosta) välttäen liiallista annostusta, joka johtaa kalsium-aluminoivan pisteen muodostumiseen (esim. kalsium7A1) korkeissa lämpötiloissa, mikä vähentää tulenkestävyyttä;
(2) Synergia mikrojauheen kanssa: Piidioksidihöyryn ja alumiinioksidimikrojauheen potsolaanireaktion kautta ne yhdistyvät sementin hydraatiotuotteiden (esim. CAH10, C2AH8) kanssa muodostaen stabiileja C-A-S-H-geeliä tai pylväsmäisiä CA6-kiteitä, jotka kompensoivat lujuuden vähenemisen aiheuttamaa lujuushäviötä.
3. Vedentarpeen ja juoksevuuden välinen tasapaino
Veden tarve vaikuttaa suoraan valukappaleiden tiheyteen, huokoisuuteen ja työstettävyyteen, ja sitä on hallittava alimmalla kohtuullisella alueella (yleensä 5–8 %):
(1) Vähennä veden tarvetta: Lisäämällä tehokkaita veden{1}}vähennysaineita (kuten polykarboksyylihappoja ja naftaleenisarjoja), hiukkasten välinen vetovoima vähenee, suuri juoksevuus saavutetaan alhaisella vesipitoisuudella ja läpivientien muodostuminen veden liiallisen haihtumisen jälkeen vältetään.
(2) Sujuvuuden sovitus: Säädä juoksevuutta rakennustavan mukaan (kuten pumppaus ja tärinä). Pumpattavien materiaalien laajenemisen on oltava suurempi tai yhtä suuri kuin 250 mm ja tärytettyjen materiaalien laajenemisen on oltava suurempi tai yhtä suuri kuin 200 mm. Vältä samalla liiallista virtausta, joka aiheuttaa aggregaatin kerrostumista.
4. Äänenvoimakkuuden säädön periaatteet
Alhaisen sementin tulenkestävät valukappaleet ovat alttiita tilavuuden muutoksille lämmityksen aikana faasimuutoksen ja hydraatiotuotteiden hajoamisen vuoksi. Tämä edellyttää raaka-aineen valintaa ja lisäaineiden hallintaa:
(1) Raaka-aineen paisuntakompensaatio: Lisää sopiva määrä paisunta-ainetta (kuten kyaniittia ja sillimaniittia, jotka muuttuvat mulliitiksi korkeassa lämpötilassa ja laajenevat 10–15 %) kompensoimaan sementin hydraatiotuotteiden hajoamisesta aiheutuvaa kutistumista (kuten CAH10, joka hajoaa C2AH8:ksi 100 asteen tilavuudessa n. 200 %);
(2) Mikrorakenteen optimointi: Mikrojauheen täytön ja kiteiden suunnatun kasvun (kuten CA6-pylväskiteiden yhteenkutominen) ansiosta löysä rakenne pienenee lämmityksen aikana ja tilavuuden stabiilisuus paranee. Yleensä vaaditaan, että lineaarista muutosnopeutta 1100 asteen ampumisen jälkeen säädetään ±0,5 %:n sisällä.
2. Tärkeimmät raaka-aineet, jotka vaikuttavat matalasementtivalujen suorituskykyyn
Matala{0}}sementtivalujen suorituskyky (tulenkestävä, lujuus, lämpöshokin kestävyys ja korroosionkestävyys) määräytyy raaka-aineiden kemiallisen koostumuksen, mineraalirakenteen ja hiukkaskokojakauman perusteella. Ydinraaka-aineet voidaan jakaa viiteen luokkaan:
1. Tulenkestävä kiviaines: määrittää valukappaleen tulenkestävän perustuksen ja rungon lujuuden.
Tulenkestävän kiviaineksen osuus on 60 %-75 % ja se on valukappaleen "luuranko". Sen suorituskyky määrittää suoraan valuvanteen tulenkestävyyden ja korkean lämpötilan kantavuuden:
(1) Korkea-alumiinioksidiaggregaatti (Al₂O3 tai suurempi kuin 70 %) Koostumus ja suorituskyky: Pääkomponentit ovat korundi ja mulliitti, tulenkestävyys suurempi tai yhtä suuri kuin 1770 astetta, puristuslujuus huoneenlämpötilassa suurempi tai yhtä suuri kuin 100 MPa, puristuslujuus korkeassa lämpötilassa tai yhtä suuri kuin 1500 astetta MPa; Sovellettavat skenaariot: Keski- ja korkean lämpötilan uunien vuoraukset (kuten sementtikiertouunin polttoalue, metallurginen kuumennusuuni), on välttämätöntä välttää liiallisia epäpuhtauksia (kuten Fe2O3, TiO₂) matalan sulamispisteen faasien muodostumisen estämiseksi (kuten FeO·Al2O₃), 1250 sulamispiste);
(2) Korundikiviaines (Al₂O₃ suurempi tai yhtä suuri kuin 90 %): Koostumus ja suorituskyky: Pääasiassa -korundi, tiheä rakenne, tulenkesto Yli 1850 astetta, korroosionkestävyys (kuten sulan teräksen ja kuonan korroosionkestävyys) on parempi kuin korkea alumiinioksidi;- Sovellettavat skenaariot: Ultra{5}}korkean lämpötilan ympäristö (kuten teräsmasuunin rautakaukalo ja ei--rautametallien sulatusuuni), on välttämätöntä hallita kiviaineksen hiukkaskokojakaumaa, jotta vältetään liiallinen karkea kiviaines, joka heikentäisi lämpöshokin stabiilisuutta.
2. Tulenkestävä mikrojauhe: ydinmikrojauhe "vähän sementtipitoisuuden" ja suorituskyvyn saavuttamiseen
parannus on 5–15 %, mikä on avainasemassa erottamaan matalasementtipitoiset tulenkestävät valukappaleet tavallisista valukappaleista. Se sisältää pääasiassa:
(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 %) lisää veden tarvetta ja sitä on käytettävä veden vähennysaineen kanssa;
(2) Piidioksidihöyry (SiO₂ suurempi tai yhtä suuri kuin 90 %, D50=0.1-0.5μm): Vaikutusmekanismi: Sillä on korkea puzzolaaninen aktiivisuus ja se reagoi sementin hydraation tuottaman Ca(OH)₂:n kanssa muodostaen C-S-H-geeliä, mikä parantaa varhaista lujuutta. Sen pallomaiset hiukkaset voivat vähentää materiaalin sisäistä kitkaa ja parantaa juoksevuutta. Varotoimet: Käytettävän piidioksidihöyryn määrää on valvottava (yleensä 3 %-8 %). Liiallinen käyttö aiheuttaa sen, että valukappale muodostaa suuren määrän alhaalla{11}}sulavaa-lasia (kuten CaO-SiO₂-Al₂O3-lasia, sulamispiste<1400°C) at high temperatures, reducing corrosion resistance.
3. Sideaine: Avain työstettävyyden ja voimankehityksen varmistamiseen.
Vähä{0}}sementtivalujen sideaine on pääasiassa aluminaattisementtiä, jota täydentää hienon jauheen kemiallinen sitominen. Sen suorituskyky vaikuttaa valettavaan kovettumisaikaan ja lujuuteen:
(1) Aluminaattisementti (CA-50, CA-70): Koostumus ja ominaisuudet: CA-50 sisältää 50–60 % CA:ta (monokalsium-aluminaatti), sen kovettumisaika on kohtalainen (alkukovettuvuus suurempi tai yhtä suuri kuin 45 minuuttia, lopullinen kovettuminen enintään 10 tuntia) ja korkea varhaislujuus (1 päivän puristuslujuus suurempi kuin 20 MPa tai yhtä suuri); CA-70 sisältää enemmän tai yhtä suuri kuin 70 % CA:ta, sillä on suurempi varhaislujuus, mutta se kovettuu nopeammin ja sitä on käytettävä hidastimen kanssa; Suorituskykyvaikutus: Sementin CaO-pitoisuus vaikuttaa suoraan tulenkestävyyteen. Jokaista 1 % CaO:n lisäystä kohden tulenkestävyys laskee noin 15-20 astetta. Siksi tulee valita sementti, jonka CaO-pitoisuus on alhainen (CA-70 CaO alle tai yhtä suuri kuin 22 %).
(2) Kovettumisen hidastimet/kiihdyttimet: Kovettumista hidastavat aineet (kuten sitruunahappo ja viinihappo, lisättynä 0,05 %-0,2 %) pidentävät kovettumisaikaa ja sopivat pitkiin-kuljetuksiin tai suuriin{8}}tilavuuksiin. Kovettumiskiihdyttimet (kuten Li2CO3 ja CaCl2, lisättynä 0,01–0,05 %) lyhentävät kovettumisaikaa ja sopivat matalalämpöisiin rakennusympäristöihin (kuten talvirakentaminen). Liiallista käyttöä tulee kuitenkin välttää, koska se voi heikentää lujuutta.
4. Veden vähentäjä: ydinlisäaine, joka tasapainottaa veden tarvetta ja juoksevuutta
Vedenvähennysaine on avain "vähän veden ja suuren virtauksen" saavuttamiseen vähäsementtiä sisältävissä tulenkestävissä valukappaleissa. Lisäysmäärä on yleensä 0,1–0,5 %:
(1) Polykarboksyylihappoveden vähennysaine: Edut: Korkea veden vähennysaste (jopa 30–40 %), hyvä painuman pysyvyys (laajenemisen häviäminen 1 tunnissa enintään 20 mm), hyvä yhteensopivuus aluminaattisementin kanssa, eikä aiheuta liiallista hidastamista; Suorituskykyvaikutus: Se voi vähentää veden tarvetta 2–3 prosenttiyksikköä, lisätä valukappaleen puristuslujuutta 1100 asteen polton jälkeen 15–20 % ja vähentää näennäistä huokoisuutta 3–5 prosenttiyksikköä;
(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 %) aiheuttaa valukappaleen irtoamisen tai lujuuden menettämisen.
5. Toiminnalliset lisäaineet: säätelevät tilavuuden vakautta ja erikoisominaisuuksia
(1) Paisunta-aine (kyaniitti, sillimaniitti): Toiminta: korkeassa lämpötilassa (1100-1400 astetta), se muuttuu mulliitiksi, laajenee 10-15%, kompensoi valukappaleen kutistumista ja välttää halkeilua; annostus: yleensä 3–5%, liiallinen annostus johtaa liialliseen tilavuuden kasvuun ja synnyttää sisäistä stressiä;
(2) Räjähdysnestoaine (metallinen alumiinijauhe, lisäysmäärä 0,1 %-0,3 %): - Toiminto: Kuumennusprosessin aikana (200-600 astetta) se hapettuu hitaasti muodostaen Al₂O3:a, vapauttaa pienen määrän kaasua, vapauttaa vapaan veden matalan sementin sisällä olevasta tulenkestävästä rakenteesta ja välttää haihtumasta nopeasti valuvien sementtien haihtumiseen. korkea lämpötila;
(3) Lämpöshokin stabilointiaine (piikarbidi, piinitridi, lisätty määrä 5 %-10 %): Toiminto: Hyödynnä piikarbidin (lämpölaajenemiskerroin 4,5 × 10⁻⁶/aste) ja piinitridin (lämpöpaisumiskerroin) alhaisia laajenemisominaisuuksia 3,2×10⁻⁶/aste) vähentämään valuvanteen lämpöjännitystä ja parantamaan lämpöshokin vakautta (yleensä vesijäähdytteisten lämpöiskujen lukumäärää voidaan lisätä 10-kertaisesta yli 20-kertaiseksi).
