آیا نقش مواد افزودنی مختلف در ریخته گری های نسوز کم سیمان را می دانید؟

گیرش و سخت شدنریخته گری های نسوز کم سیمانعمدتاً به دلیل انعقاد و پیوند است. بنابراین، نقش پودر بسیار ریز بسیار مهم است، زیرا عاملی کلیدی در تعیین و تأثیرگذاری بر عملکرد آن است. در عین حال، تأثیر مواد افزودنی بر عملکرد آن را نمی توان نادیده گرفت.

NO.01 پودر فوق العاده

پودرهای بسیار ریز در قالب های ریخته گری کم سیمان عمدتاً شامل دوده سیلیس فعال، -پودر Al2O3، و پودر Cr2O3، با محتوای (%) به ترتیب 93.2٪، بیشتر از 90٪ و بیشتر از 99٪ است. توزیع اندازه ذرات این سه نوع پودر فوق ریز در جدول زیر نشان داده شده است. جدول نشان می دهد که ذرات کوچکتر از 1.0 میلی متر بیش از 71٪ را تشکیل می دهند.

مواد ریخته گری دیرگداز نسبت مخلوط یکسانی دارند، با محتوای CaO تقریباً 0.6٪. سه گروه از نمونه‌ها با افزودن SiO2 فعال، -Al2O3 (-پودر آلومینا)، و ترکیبی از هر دو پودر بسیار ریز به ترتیب به همان مقدار تهیه شد. با افزایش دمای حرارت، استحکام مواد ریخته گری با پودرهای بسیار ریز مختلف همگی افزایش می یابد.

همچنین مشاهده شده است که پودرهای بسیار ریز مختلف به طور متفاوتی به استحکام قطعات ریخته گری کمک می کنند. قابل ریخته‌گری با مقدار مساوی از SiO2 فعال و پودر فوق‌ریز کامپوزیت -Al2O3 بالاترین استحکام را نشان می‌دهد، پس از آن محصول ریخته‌گری با پودر فوق‌ریز SiO2 فعال، در حالی که قابل ریخته‌گری با پودر فوق‌ریز آلومینا کمترین استحکام را دارد. در دمای 1500 درجه حرارت، استحکام قالب های ریخته گری با سه نوع پودر بسیار ریز اساساً مشابه است. این بدان معناست که هنگام تهیه مواد ریخته گری نسوز کم سیمان، پودرهای کامپوزیت فوق ریز بهترین هستند و در صورت استفاده به تنهایی، پودر فوق ریز SiO2 فعال باید ترجیح داده شود.

با این حال، افزایش مقدار پودر فوق ریز SiO2 باعث کاهش محتوای Al2O3 در قالب ریخته گری و افزایش کوارتز آزاد می شود که به ناچار منجر به کاهش مقاومت سرباره ریخته گری می شود. به عنوان مثال، نسبت مخلوط مواد نسوز ریخته‌گری برای فروغ‌های آهنی عبارت است از: 70% سنگدانه آلومینا بالا، 14.2% SiC، 5.8% C، 0.2% پخش‌کننده، 6.5% آب، و 10% پودر آلومینا بالا-و پودر ترکیبی Ultrafin SiO2. آزمایش مقاومت به سرباره با استفاده از روش بوته در اتمسفر احیایی انجام شد. شرایط آزمایش: پایه سرباره استاندارد 1.105، دمای حرارت و زمان نگهداری 1500 درجه، 4 ساعت. با افزایش محتوای پودر فوق ریز SiO2، یک مقدار بهینه برای مقاومت سرباره وجود دارد. یعنی بهترین مقاومت در برابر سرباره زمانی حاصل می شود که محتوای پودر فوق ریز حدود 5٪ باشد.

با ثابت ماندن نسبت مخلوط ریخته گری و محتوای ترکیبی پودر ریز نسوز و پودر فوق ریز ثابت، استحکام فشاری پس از پخت در 1600 درجه نیز با افزایش محتوای پودر فوق ریز افزایش می یابد، اما مقدار بهینه وجود دارد. با پودر فوق ریز SiO2 تقریباً 5٪ و پودرهای فوق ریز Al2O3 و Cr2O3 تقریباً 7٪ را تشکیل می دهند، استحکام خوب است و سایر خواص نیز عالی هستند. از نظر نوع پودر فوق ریز، پودر فوق ریز SiO2 بهترین اثر تقویتی را دارد، به دنبال آن پودر فوق ریز Al2O3، در حالی که پودر فوق ریز Cr2O3 اثر تقویت کننده ضعیفی دارد. همچنین مشاهده شده است که اثر تقویت کننده پودر فوق ریز SiO2 2.5 تا 4.4 برابر بیشتر از دو نوع اخیر است.

NO.02 مواد افزودنی

انواع مختلفی از مواد افزودنی وجود دارد. در اینجا، ما پراکنده‌ها و عوامل کاهش‌دهنده آب{1}} را به عنوان نمونه‌هایی در نظر می‌گیریم تا تأثیر آن‌ها را بر عملکرد ریخته‌گری‌های نسوز کم سیمان نشان دهیم.

هنگامی که نسبت مخلوط مواد ریخته گری ثابت است، افزودن مقادیر مختلف ماده پخش کننده می تواند میزان آب مورد نیاز ساختمان را کاهش دهد. هنگامی که مقدار آب ساختمانی ثابت است، با افزایش مقدار دیسپرس کننده، مقدار بهینه ای برای مقاومت فشاری خشک شده وجود دارد. یعنی استحکام زمانی بهترین است که محتوای پخش کننده 0.15٪ تا 0.2٪ باشد. هنگامی که هیچ عامل کاهنده آب اضافه نمی شود یا دوز از 0.5٪ بیشتر می شود، استحکام کاهش می یابد یا نمونه ترک می خورد. این به دلیل سیالیت ضعیف دستگاه ریخته گری و عدم چگالی در بدنه قالب گیری است.

انواع مختلفی از عوامل کاهنده آب{0}}وجود دارد، و انتخاب مناسب باید از طریق آزمایش انجام شود. پس از تعیین نسبت مخلوط کوراندوم بسیار کم سیمان ریخته گری، پلی فسفات سدیم، میعانات پلی سیانامید و میعانات نفتالین سولفونات به عنوان عوامل کاهنده آب استفاده شد و دوزهای مناسب برای تهیه مواد ریخته گری نسوز غربال شد. مواد ریختنی بدون مواد کاهنده آب{5}از تجمع خود به خود پودرهای بسیار ریز رنج می برند که نمی توانند به طور موثر منافذ را پر کنند و توزیع بسیار ناهمواری دارند. مقدار زیادی آب در لخته ها محبوس می شود یا منافذ را پر می کند و در نتیجه پس از عملیات حرارتی باعث افزایش مصرف آب، چگالی ظاهری کم، تخلخل بالا و استحکام کم می شود و همچنین برای زینترینگ نامطلوب است. پلی‌فسفات‌ها دارای اثر پخش‌کننده و کاهش‌دهنده آب هستند، که می‌تواند تا حدی از تجمع خود به خود پودرهای بسیار ریز جلوگیری کند، به آنها اجازه می‌دهد تا به طور کامل در منافذ توزیع شوند، مصرف آب را بهبود می‌بخشند و مصرف آب را تقریباً 17 درصد کاهش می‌دهند.

بنابراین، افزایش چگالی ظاهری و کاهش تخلخل دستگاه ریخته‌گری در مقایسه با قالب ریخته‌گری نشده، منجر به افزایش 0.6-1.9 برابری مقاومت فشاری پس از شلیک و افزایش 1.25 برابری در استحکام خمشی در دمای بالا شد. عوامل B و C عوامل آلی-با راندمان بالا-کاهنده آب، با اثرات کاهش دهنده آب پراکنده قابل توجه- و به ترتیب به نرخ کاهش آب 25% و 28% می‌رسند. در مقایسه با قالب‌های ریخته‌گری نشده، چگالی ظاهری آن‌ها تقریباً 3.5٪، تخلخل 15٪ کاهش یافت، استحکام فشاری پس از شلیک 1{17}}4 برابر، و مقاومت خمشی در دمای بالا بیش از 3.5 برابر افزایش یافت. همچنین بدیهی است که عامل C موثرتر از عامل B است. در نتیجه، هنگام تهیه مواد ریخته گری با نسوز کم سیمان، باید مواد کاهنده آب اضافه شود، و مواد کاهنده آب با راندمان بالا ارگانیک باید ترجیح داده شوند.

NO.03 پودر آلومینیوم

در قالب های ریخته گری نسوز فروغ آهن، پودر آلومینیوم فلزی به طور کلی برای تسریع خشک شدن و تقویت ریخته گری اضافه می شود. اندازه ذرات و دوز آن تأثیر قابل توجهی بر عملکرد دستگاه ریخته گری دارد و باید به طور مناسب انتخاب شود.

در قالب‌های ریخته‌گری با سیمان پایین‌تر Al2O3-SiC-C، هرچه اندازه ذرات پودر آلومینیوم کوچک‌تر باشد و دمای محیط در طول ساخت بیشتر باشد، واکنش شیمیایی شدیدتر، گاز بیشتری تولید می‌شود و دمای مواد بالاتر می‌رود. این برای آبگیری مواد ریخته گری مفید است و امکان پخت سریع را فراهم می کند. با این حال، یک واکنش بیش از حد سریع می تواند به راحتی منجر به تنظیم کاذب شود، که برای قدرت مضر است. نسبت مخلوط دستگاه ریخته گری ثابت باقی می ماند. اندازه ذرات پودر آلومینیوم بزرگ برای استحکام مضر است، در حالی که اندازه ذرات بسیار کوچک مزایایی برای مقاومت فشاری در طول خشک کردن دارد، اما مقاومت‌های دیگر کاهش می‌یابد. اندازه ذرات 88-44 میلی متر باعث استحکام بهتر می شود. مقدار پودر آلومینیوم مورد استفاده باید بر اساس عملکرد دستگاه ریخته گری نسوز و شرایط ساخت تعیین شود. باید تا حد امکان کمتر از آن استفاده کرد و از تهویه خوب و خشک شدن سریع اطمینان حاصل کرد.

NO.04 مواد افزودنی

در قالب‌های ریخته‌گری با سیمان پایین Al2O3-SiC-C ultra{-، باید مواد SiC و کربن اضافه شود تا مقاومت آنها در برابر سرباره و پایداری حرارتی بهبود یابد. آزمایشات و استفاده ثابت کرده است که درجه و دوز مواد SiC و کربن تاثیر قابل توجهی بر عملکرد قطعات ریخته گری دارد و باید به طور منطقی انتخاب شود. علاوه بر این، درجه و دوز بسته به اندازه کوره بلند و محل استفاده متفاوت است. عموماً،-مواد SiC و کربن با کیفیت بالا در فروغ اصلی آهن یا سرباره در کوره بلندهای بزرگ و متوسط-استفاده می‌شود، در حالی که مواد SiC و کربن با درجه پایین-در کوره‌های بلند متوسط ​​و کوچک استفاده می‌شوند. دوز SiC به طور کلی 5٪ تا 35٪ است. مواد کربنی عمدتاً شامل زمین، گرافیت پولکی، پودر الکترود و گرافیت خاکی با دوز 2 تا 6 درصد است.

در قالب‌های ریخته‌گری نسوز فروغ آهن، مواد SiC و کربن عموماً به شکل پودر ریز اضافه می‌شوند و SiC بسیار ریز ترجیح داده می‌شود. از آنجایی که این ماده حاوی مواد SiC و کربن است، مقاومت اکسیداسیون آن کاهش می یابد. اکسیداسیون کربن ریز منافذ بیشتری را به جا می گذارد و به آهن مذاب یا سرباره اجازه می دهد تا به طور مداوم در داخل نفوذ کند، یک لایه کربن زدایی تشکیل می دهد و منجر به آسیب پوشش می شود. افزودن پودر آلومینیوم فلزی می تواند مقاومت اکسیداسیون دستگاه ریخته گری را بهبود بخشد. آزمایشات نشان داده است که استفاده ترکیبی از پودر سیلیکون فلزی، به عنوان مثال، پودر Al و پودر Si، منجر به مقاومت در برابر اکسیداسیون بهتر و استحکام بهتر ماده ریخته‌گری می‌شود. این به این دلیل است که واکنش سیلیکون فلزی و آلومینیوم با کربن در دماهای بالا برای تشکیل SiC و Al4C3 منجر به ریزساختار و سطح متراکم‌تر می‌شود.

در ریخته گری های نسوز با سیمان کم Al2O3{0}}SiO2، افزودن پودر ریز کیانیت 2% تا 8% در دماهای بالای 1200-1400 درجه باعث تشکیل مولایت و در نتیجه افزایش استحکام آن می شود. این بدان معنی است که کیانیت نه تنها به عنوان یک عامل منبسط کننده بلکه به عنوان یک عامل معدنی عمل می کند.