Ildfaste støbegodsoplever ofte et betydeligt fald i styrke ved mellemtemperaturer (typisk 800 grader -1000 grader eller højere). Dette skyldes hovedsageligt dehydrering, omkrystallisation og fysisk krympning af hydrater i bindemidlet, hvilket fører til en porøs struktur. For at forbedre mellemtemperaturstyrken af støbegods i ildfaste materialer kan man fokusere på flere kernedimensioner: råmaterialeproportionering, optimering af bindemiddelsystem, brug af additiv og konstruktionsteknikker. Følgende er specifikke forbedringsstrategier:
I. Optimering af råmaterialer og kompensation for kemiske reaktioner
Dette er den mest direkte og effektive metode. Kernen skal udnytte volumenudvidelsen, der genereres af den kemiske reaktion, til at udligne krympningen under sintringen.
1. Tilsætning af fint Al₂O₃-pulver: Tilsætning af en passende mængde Al₂O3 (alfa-aluminiumoxid) fint pulver til aluminat ildfaste støbegods er afgørende. Ved mellemtemperaturer gennemgår den en ekspansionseffekt kemisk reaktion, der kompenserer for styrkefaldet forårsaget af volumenkrympning. Især når bindemidlet er CA-70 høj-aluminiumoxidcement, kan tilsætning af dette fine pulver endda øge mellemtemperaturstyrken i stedet for at formindske den.
2. Introduktion af aktive fyldstoffer: Ren aluminatcement kombineres med silica-røg. Ved 800-1200 grader reagerer silicadampen med calciumoxid og danner en anortit-forstærkende fase, som effektivt kan øge mellemtemperaturstyrken med omkring 20 %.
II. Tilsætning af sintringsmidler og ekspansionsmidler
Ved at indføre specifikke mineralske råmaterialer kan sintringsadfærden eller volumenstabiliteten af materialet ved mellemtemperaturer ændres.
1. Tilsætning af blødt ler (sintringsmiddel): Tilsætning af 3%-6% blødt ler kan fremme sintring af støbegodset ved lavere temperaturer, ændre mikrostrukturen og dermed øge den mellemliggende-temperaturstyrke, endda overstige den ovntørrede styrke.
2. Anvendelse af andalusit (høj-temperaturforstærkning): Selvom andalusit primært fungerer ved høje temperaturer (over 1300 grader), hvis formuleringen er korrekt udformet (tilsat i fin pulverform), kan mulliten og overskydende SiO₂, der dannes under dets nedbrydning ved høje temperaturer, danne sekundært mulliteringsinterval, hvilket er meget nyttigt efter krydsningstemperaturen.
3. Brug af borcarbid: Borcarbid blødgøres ved høje temperaturer og klæber til partikeloverfladen, hvilket bidrager til fortætning. B2O3-oxidfilmen dannet på dens overflade giver oxidationsmodstand, mens de dannede søjlekrystaller reducerer porøsiteten og forbedrer mellemtemperaturstyrken.
III. Forbedring af bindingssystemet:
Bindemidlet er "skelettet" af de ildfaste støbegods. Valg af et passende bindemiddel kan fundamentalt ændre svagheden i mellemtemperaturstyrken.
1. Brug af-højtydende cement: Ren calciumaluminatcement (CA-70 eller højere kvalitet) bør anvendes, når det er muligt. Sammenlignet med almindelig CA-50 cement har den en bedre styrkefastholdelseshastighed i mellemtemperaturstadiet.
2. Sammensatte bindemidler: Cement kombineres med kemiske bindemidler (såsom fosfater), eller der anvendes sammenhængende bindemidler (såsom silicasol og aluminiumoxidsol). Disse bindingsmetoder danner en stabil netværksstruktur ved mellemtemperaturer, i modsætning til rene hydreringsbindemidler, som er tilbøjelige til at kollapse på grund af dehydrering.
IV. Mikrostruktur og partikelstørrelsesoptimering:
Fysiske metoder bruges til at gøre den indre struktur af materialet mere kompakt og reducere defekter.
1. Reasonable Particle Size Distribution: Optimize the particle distribution of aggregates (such as corundum and mullite), following the principle of closest packing to reduce internal porosity.
2. Introduktion af mikropulverteknologi: Tilsæt passende mængder af aktiveret aluminiumoxidmikropulver eller silicamikropulver ved at udnytte mikropulverets fyldeeffekt til at reducere tilsyneladende porøsitet, øge materialetætheden og dermed forbedre styrken.
V. Konstruktions- og hærdningskontrol:
Selv med den bedste ildfaste støbematerialeformulering vil ukorrekt konstruktion reducere styrken betydeligt.
1. Streng kontrol med vandtilsætning: Overdreven vandtilsætning vil øge porøsiteten betydeligt og reducere densiteten. Mængden af tilsætning af vand skal følges nøje i henhold til producentens anbefalede mængde under blanding.
2. Standardiser bageprocessen: Ved opvarmning på middeltemperaturstadiet (især 900 grader -1200 grader), skal der sikres tilstrækkelig holdetid til at tillade hydraterne at dehydrere fuldstændigt og omkrystallisere, og undgå revner eller løs struktur på grund af overdreven opvarmning.
