האם אתה מבין את התפקידים של תערובות שונות ביציקות חסינות מלט נמוכות?

ההגדרה וההתקשות שליציקות חסינות מלט נמוכותנובע בעיקר מקרישה והדבקה. לכן, תפקידה של אבקה עדינה היא מכרעת, בהיותה גורם מפתח הקובע ומשפיע על הביצועים שלה. יחד עם זאת, אי אפשר להתעלם מההשפעה של תערובות על הביצועים שלה.

NO.01 אבקה אולטרה-דקה

האבקות האולטרה-עדינות ביציקות צמנטיות נמוכות כוללות בעיקר אדי סיליקה פעילים, אבקת -Al₂O₃ ואבקת Cr₂O₃, עם תכולה (%) של 93.2%, יותר מ-90% ומעלה מ-99%, בהתאמה. התפלגות גודל החלקיקים של שלושת הסוגים הללו של אבקות עדינות מוצגת בטבלה למטה. הטבלה מראה שחלקיקים קטנים מ-1.0 מ"מ מהווים יותר מ-71%.

ליציקות העקשן יש את אותה פרופורציית תערובת, עם תכולת CaO של כ-0.6%. שלוש קבוצות של דגימות הוכנו על ידי הוספת SiO₂ פעילה, -Al₂O₃ (-אבקת אלומינה), ורכיב של שתי האבקות האולטרה-דקות, בהתאמה, באותה כמות. ככל שטמפרטורת החימום עולה, חוזקם של יציקות עם אבקות אולטרה-עדינות שונות גדל.

כמו כן, נצפה כי אבקות אולטרה-עדינות שונות תורמות באופן שונה לחוזקם של היציקות. חומר היציקה עם כמות שווה של SiO₂ פעילה ו--אבקה אולטרה-דקה מרוכבת Al₂O₃ מציג את החוזק הגבוה ביותר, ואחריו היציקה עם אבקת SiO₂ אולטרה-דקה פעילה, בעוד שחומר היציקה עם אבקת אולטרה-דקה אלומינה הוא בעל החוזק הנמוך ביותר. בטמפרטורת חימום של 1500 מעלות, החוזק של יציקות עם שלושת סוגי האבקות האולטרה-דקות דומה בעצם. משמעות הדבר היא שכאשר מכינים יציקות עמידות בצמנט נמוך, אבקות אולטרה-דקות מורכבות הן הטובות ביותר, וכאשר משתמשים בהן לבד, יש להעדיף אבקת SiO₂ אולטרה-דקה פעילה.

עם זאת, הגדלת כמות האבקה האולטרה-דקה SiO₂ תפחית את תכולת ה-Al₂O₃ בחומר היציקה ותגדיל את הקוורץ החופשי, דבר שיוביל בהכרח לירידה בעמידות הסיגים של היציקה. לדוגמה, שיעור התערובת של חומר היציקה עבור שקתות ברזל הוא: אגרגט אלומינה ב-70%- גבוה, 14.2% SiC, 5.8% C, 0.2% חומר מפזר, 6.5% מים ו-10% אבקת אלומינה גבוהה- בשילוב אבקת אלומינה ואבקת SiO₂. בדיקות עמידות בפני סלגים נערכו בשיטת כור ההיתוך באווירה מפחיתה. תנאי בדיקה: בסיסיות סיגים סטנדרטית 1.105, טמפרטורת חימום וזמן החזקה 1500 מעלות, 4 שעות. עם הגדלת תכולת האבקה העדינה ביותר של SiO₂, יש ערך אופטימלי לעמידות לסיגים; כלומר, עמידות הסיגים הטובה ביותר מושגת כאשר תכולת האבקה האולטרה-דקה היא בסביבות 5%.

כאשר פרופורציית התערובת הניתנת ליציקה והתכולה המשולבת של אבקה עדינה עקשנית ואבקה עדינה במיוחד נשארת קבועה, חוזק הלחיצה לאחר שריפה ב-1600 מעלות גדל גם הוא עם הגדלת תכולת האבקה העדינה במיוחד, אך יש ערך אופטימלי. עם אבקה אולטרה-דקה SiO₂ המהווה כ-5%, ואבקות אולטרה-דקות Al₂O₃ ו-Cr₂O₃ מהוות כ-7%, החוזק טוב, וגם תכונות אחרות מצוינות. במונחים של סוג אבקה דק במיוחד, אבקת SiO₂ דקיקה היא בעלת אפקט החיזוק הטוב ביותר, ואחריה אבקה אולטרה-דקה של Al₂O₃, בעוד שלאבקה אולטרה-דקה Cr₂O₃ יש אפקט חיזוק גרוע. כמו כן, נצפה כי ההשפעה המחזקת של אבקת SiO₂ אולטרה-דקה גבוהה פי 2.5 עד 4.4 משני הסוגים האחרונים.

NO.02 תערובות

ישנם סוגים רבים של תערובות. כאן, אנו לוקחים חומרי פיזור וחומרי הפחתת מים-כדוגמאות כדי להמחיש את השפעתם על הביצועים של יציקות חסינות עמידות בצמנט נמוך.

כאשר פרופורציית התערובת של חומר היציקה קבועה, הוספת כמויות שונות של חומר פיזור יכולה להפחית את כמות מי הבנייה הנדרשת. כאשר כמות מי הבנייה קבועה, יש ערך אופטימלי לחוזק הלחיצה המיובש ככל שכמות הפיזור עולה. כלומר, החוזק הוא הטוב ביותר כאשר תכולת הפיזור היא 0.15% עד 0.2%. כאשר לא מוסיפים חומר מפחית מים- או שהמינון עולה על 0.5%, החוזק מתדרדר או שהדגימה נסדקת. זה נובע מהנזילות הלקויה של היציקה וחוסר הצפיפות בגוף היצוק.

ישנם סוגים רבים של חומרים להפחתת מים-, ויש לבצע בחירה מתאימה באמצעות בדיקה. לאחר קביעת שיעור התערובת של יציקה בצמנט נמוך במיוחד, פוליפוספט נתרן, עיבוי פוליציאנמיד ועיבוי נפתלין סולפונט שימשו כחומרים להפחתת מים-, ומינונים מתאימים בוצעו סינון להכנת יציקות חסינות. יציקות ללא חומרים מצמצמים-מים סובלים מהצטברות ספונטנית של אבקות עדינות במיוחד, שאינן יכולות למלא ביעילות את הנקבוביות ויש להן פיזור לא אחיד במיוחד. כמות גדולה של מים נלכדת בלהקות או ממלאת את הנקבוביות, וכתוצאה מכך צריכת מים מוגברת, צפיפות צבר נמוכה, נקבוביות גבוהה וחוזק נמוך לאחר טיפול בחום, והיא גם לא חיובית לסינטרינג. לפוליפוספטים יש אפקט פיזור ומפחית מים-, אשר יכול, במידה מסוימת, למנוע הצטברות ספונטנית של אבקות אולטרה-עדינות, ולאפשר להן להיות מופצות בצורה מלאה יותר בנקבוביות, לשפר את ניצול המים ולהפחית את צריכת המים בכ-17%.

לכן, צפיפות הצבר המוגברת והקטנת הנקבוביות של היציקה, בהשוואה ליציקה הלא מטופלת, הביאו לעלייה של 0.6-פי 1.9 בחוזק הלחיצה לאחר השריפה ולעלייה של פי 1.25 בחוזק הכיפוף בטמפרטורה-גבוהה. הסוכנים B ו-C הם חומרים מפחיתים-מים אורגניים ביעילות גבוהה-, עם השפעות הפחתת מים- משמעותיות במיוחד, המשיגים שיעורי הפחתת מים של 25% ו-28% בהתאמה. בהשוואה לחומר היציקה הלא מטופל, צפיפות הצבר שלהם גדלה בכ-3.5%, הנקבוביות ירדה ב-15%, חוזק הלחיצה לאחר השריפה עלה פי 1-4, וחוזק הכיפוף בטמפרטורות גבוהות גדל ביותר מפי 3.5. ברור גם שחומר C יעיל יותר מסוכן B. לסיכום, יש להוסיף חומרי הפחתת מים-כאשר מכינים יציקות חסינות עשקשות בצמנט נמוך, ויש להעדיף חומרים אורגניים מפחיתי מים בעלי יעילות גבוהה.

NO.03 אבקת אלומיניום

במתקני יציקה חסיני שוקת ברזל, בדרך כלל מוסיפים אבקת אלומיניום מתכתית כדי להאיץ את הייבוש ולחזק את היציקה. לגודל החלקיקים ולמינון שלו יש השפעה משמעותית על הביצועים של חומר היציקה ויש לבחור אותו כראוי.

ב-Al₂O₃-SiC-C יציקות צמנט נמוכות במיוחד, ככל שגודל החלקיקים של אבקת האלומיניום קטן יותר וטמפרטורת הסביבה גבוהה יותר במהלך הבנייה, כך התגובה הכימית חזקה יותר, כך נוצר יותר גז, וטמפרטורת החומר גבוהה יותר. זה מועיל להתייבשות היציקה, ומאפשר אפייה מהירה; עם זאת, תגובה מהירה מדי עלולה להוביל בקלות להגדרה כוזבת, אשר פוגעת בכוח. פרופורציות התערובת של היציקה נשארות זהות. גדלי חלקיקים גדולים של אבקת אלומיניום פוגעים בחוזק, בעוד שגדלים קטנים מדי של חלקיקים מציעים יתרון מסוים לחוזק הלחיצה במהלך הייבוש, אך עוצמות אחרות פוחתות. גודל חלקיקים של 88-44 מ"מ מביא לחוזק טוב יותר. יש לקבוע את כמות אבקת האלומיניום בה נעשה שימוש בהתבסס על הביצועים של חומר היציקה העמיד ותנאי הבנייה; יש להשתמש בו כמה שפחות תוך הבטחת אוורור טוב וייבוש מהיר.

מס' 04 תוספים

ב-Al₂O₃-SiC-C יציקות צמנט נמוכות במיוחד-, יש להוסיף חומרים SiC ופחמן כדי לשפר את עמידות הסיגים והיציבות התרמית שלהם. ניסויים ושימוש הוכיחו כי לדרגה ולמינון של חומרי SiC ופחמן יש השפעה משמעותית על הביצועים של חומרי יציקה ויש לבחור אותם בצורה רציונלית. יתר על כן, הציון והמינון משתנים בהתאם לגודל תנור הפיצוץ ולמיקום היישום. בדרך כלל, חומרי SiC ופחמן באיכות גבוהה- משמשים בשקת הברזל הראשית או שוקת הסיגים של תנורי פיצוץ- גדולים ובינוניים, בעוד שחומרי SiC ופחמן ברמה- נמוכה יותר משמשים בתנורי פיצוץ בינוניים וקטנים; המינון של SiC הוא בדרך כלל 5% עד 35%. חומרי פחמן כוללים בעיקר זפת, גרפיט פתיתים, אבקת אלקטרודות וגרפיט אדמתי, במינון של 2% עד 6%.

בחומרי יציקה חסיני שוקת ברזל, חומרי SiC ופחמן מתווספים בדרך כלל בצורת אבקה עדינה, כאשר SiC עדין במיוחד מועדף. מכיוון שחומר זה מכיל חומרי SiC ופחמן, עמידות החמצון שלו מופחתת. חמצון פחמן משאיר יותר מיקרונקבוביות, מה שמאפשר לברזל מותך או סיגים לחדור ברציפות פנימה, ליצור שכבה מפורקת ומוביל לנזק בטנה. הוספת אבקת אלומיניום מתכתית יכולה לשפר את עמידות החמצון של היציקה. ניסויים הראו שהשימוש המשולב באבקת סיליקון מתכתי, כלומר אבקת Al ואבקת Si, מביא לעמידות חמצון טובה יותר ולשיפור החוזק של היציקה. הסיבה לכך היא שהתגובה של סיליקון מתכתי ואלומיניום עם פחמן בטמפרטורות גבוהות ליצירת SiC ו- Al₄C₃ מובילה למבנה מיקרו ולמשטח צפופים יותר.

ב-Al₂O₃-SiO₂ יציקות חסינות מלט נמוך, תוספת של אבקת קיאניט עדינה של 2%-8% בטמפרטורות גבוהות של 1200-1400 מעלות מקדמת את היווצרות המוליט, ובכך מגדילה את חוזקו. משמעות הדבר היא כי קיאניט פועל לא רק כחומר מרחיב אלא גם כחומר מינרליזציה.