Os moldes refractarios con baixo contido de cemento compáranse cos moldes refractarios de cemento de aluminato tradicionais. A cantidade de cemento adicionada aos moldes refractarios de cemento de aluminato tradicionais adoita ser do 12-20 % e a cantidade de auga adicionada xeralmente é do 9-13 %. Debido á alta cantidade de auga engadida, o corpo moldeado ten moitos poros, non é denso e ten baixa resistencia; debido á gran cantidade de cemento engadida, aínda que se poden obter resistencias normais e de baixa temperatura máis altas, a resistencia diminúe debido á transformación cristalina do aluminato de calcio a temperaturas medias. Obviamente, o CaO introducido reacciona co SiO2 e o Al2O3 no molde para xerar algunhas substancias de baixo punto de fusión, o que resulta no deterioro das propiedades a alta temperatura do material.
Cando se emprega tecnoloxía de po ultrafino, aditivos de alta eficiencia e gradación científica de partículas, o contido de cemento do molde redúcese a menos do 8 % e o contido de auga a ≤7 %, polo que se pode preparar e incorporar un molde refractario de baixa serie de cemento. O contido de CaO é ≤2,5 % e os seus indicadores de rendemento xeralmente superan os dos moldes refractarios de cemento de aluminato. Este tipo de molde refractario ten boa tixotropía, é dicir, o material mesturado ten unha determinada forma e comeza a fluír cunha pequena forza externa. Cando se elimina a forza externa, mantén a forma obtida. Polo tanto, tamén se denomina molde refractario tixotrópico. O molde refractario autofluente tamén se denomina molde refractario tixotrópico. Pertence a esta categoría. O significado preciso dos moldes refractarios de baixa serie de cemento non se definiu ata o de agora. A Sociedade Americana de Probas e Materiais (ASTM) define e clasifica os moldes refractarios en función do seu contido de CaO.
A densidade e a alta resistencia son as características excepcionais dos moldes refractarios da serie con baixo contido de cemento. Isto é bo para mellorar a vida útil e o rendemento do produto, pero tamén trae problemas á cocción antes do seu uso, é dicir, a vertida pode ocorrer facilmente se non se ten coidado durante a cocción. O fenómeno da rotura do corpo pode requirir como mínimo unha nova vertida ou pode poñer en perigo a seguridade persoal dos traballadores circundantes en casos graves. Polo tanto, varios países tamén realizaron varios estudos sobre a cocción de moldes refractarios da serie con baixo contido de cemento. As principais medidas técnicas son: mediante a formulación de curvas de forno razoables e a introdución de excelentes axentes antiexplosión, etc., isto pode facer que os moldes refractarios se eliminen suavemente sen causar outros efectos secundarios.
A tecnoloxía de po ultrafino é a tecnoloxía clave para os moldes refractarios de serie con baixo contido de cemento (actualmente, a maioría dos pos ultrafinos utilizados en cerámica e materiais refractarios teñen entre 0,1 e 10 μm, e funcionan principalmente como aceleradores de dispersión e densificadores estruturais. O primeiro fai que as partículas de cemento estean altamente dispersas sen floculación, mentres que o segundo fai que os microporos do corpo de vertido estean completamente cheos e mellora a resistencia.
Os tipos de pos ultrafinos que se usan na actualidade inclúen SiO2, α-Al2O3, Cr2O3, etc. A superficie específica do micropó de SiO2 é duns 20 m2/g e o seu tamaño de partícula é de aproximadamente 1/100 do tamaño de partícula do cemento, polo que ten boas propiedades de recheo. Ademais, o micropó de SiO2, Al2O3, Cr2O3, etc. tamén poden formar partículas coloidais na auga. Cando hai un dispersante presente, fórmase unha dobre capa eléctrica superposta na superficie das partículas para xerar repulsión electrostática, o que supera a forza de van der Waals entre as partículas e reduce a enerxía da interface. Isto impide a adsorción e a floculación entre as partículas; ao mesmo tempo, o dispersante adsórbese arredor das partículas para formar unha capa de solvente, o que tamén aumenta a fluidez do moldeable. Este é tamén un dos mecanismos do po ultrafino, é dicir, engadir po ultrafino e dispersantes axeitados pode reducir o consumo de auga dos moldeables refractarios e mellorar a fluidez.
O fraguado e endurecemento dos moldes refractarios con baixo contido de cemento é o resultado da acción combinada da unión por hidratación e a unión por cohesión. A hidratación e o endurecemento do cemento de aluminato de calcio prodúcense principalmente pola hidratación das fases hidráulicas CA e CA2 e o proceso de crecemento cristalino dos seus hidratos, é dicir, reaccionan coa auga para formar escamas hexagonais ou CAH10, C2AH8 e produtos de hidratación como cristais cúbicos de C3AH6 e xeles de Al2O3аq que logo forman unha estrutura de rede de condensación-cristalización interconectada durante os procesos de curado e quecemento. A aglomeración e a unión débense a que o po ultrafino activo de SiO2 forma partículas coloidais cando se atopa coa auga e se atopa cos ións que se disocian lentamente do aditivo engadido (é dicir, a substancia electrolítica). Debido a que as cargas superficiais dos dous son opostas, é dicir, a superficie coloidal adsorbeu contraións, o que fai que o potencial £2 diminúa e se produza condensación cando a adsorción alcanza o "punto isoeléctrico". Noutras palabras, cando a repulsión electrostática na superficie das partículas coloidais é menor que a súa atracción, prodúcese unha unión cohesiva coa axuda da forza de van der Waals. Despois de que o molde refractario mesturado con po de sílice se condense, os grupos Si-OH formados na superficie do SiO2 sécanse e deshidratanse para formar unha ponte, formando unha estrutura de rede de siloxano (Si-O-Si), endurecendo así. Na estrutura de rede de siloxano, as unións entre o silicio e o osíxeno non diminúen ao aumentar a temperatura, polo que a resistencia tamén continúa a aumentar. Ao mesmo tempo, a altas temperaturas, a estrutura de rede de SiO2 reaccionará co Al2O3 que contén para formar mullita, o que pode mellorar a resistencia a temperaturas medias e altas.
Data de publicación: 28 de febreiro de 2024
