Calçables refractarissovint experimenten una disminució significativa de la força a temperatures intermèdies (normalment 800 graus -1000 graus o més). Això es deu principalment a la deshidratació, la recristal·lització i la contracció física dels hidrats a l'aglutinant, donant lloc a una estructura porosa. Per millorar la resistència a la temperatura intermèdia dels materials colables de materials refractaris, es pot centrar en diverses dimensions bàsiques: dosificació de matèries primeres, optimització del sistema d'aglutinant, ús d'additius i tècniques de construcció. Les següents són estratègies específiques de millora:
I. Optimització de matèries primeres i compensació de reaccions químiques
Aquest és el mètode més directe i eficaç. El nucli és utilitzar l'expansió de volum generada per la reacció química per compensar la contracció durant la sinterització.
1. Afegir pols fina d'Al₂O₃: afegir una quantitat adequada de pols fina d'Al₂O₃ (alúmina alfa) per aluminar peces refractaris és crucial. A temperatures intermèdies, experimenta una reacció química d'efecte expansió, compensant la disminució de la força provocada per la contracció de volum. Especialment quan l'aglutinant és un ciment d'alúmina d'alta-70-ca, afegir aquesta pols fina fins i tot pot augmentar la resistència a la temperatura intermèdia en lloc de disminuir-la.
2. Introducció de farciments actius: el ciment d'aluminat pur es combina amb fum de sílice. A 800-1200 graus, el fum de sílice reacciona amb l'òxid de calci per formar una fase de reforç d'anortita, que pot augmentar efectivament la resistència a la temperatura intermèdia en un 20%.
II. Addició d'agents de sinterització i d'expansió
Mitjançant la introducció de matèries primeres minerals específiques, es pot canviar el comportament de sinterització o l'estabilitat del volum del material a temperatures intermèdies.
1. Addició d'argila tova (agent de sinterització): afegir un 3%-6% d'argila tova pot afavorir la sinterització del colable a temperatures més baixes, canviant la microestructura i augmentant així la resistència a la temperatura intermèdia-, fins i tot superant la força assecada al forn.
2. Utilitzant andalucita (reforç d'alta-temperatura): tot i que l'andalucita funciona principalment a altes temperatures (per sobre dels 1300 graus), si la formulació està dissenyada correctament (afegida en forma de pols fina), la mullita i l'excés de SiO₂ generats durant la seva descomposició a altes temperatures poden mantenir la força secundària en el rang de temperatura molt útil.
3. Ús de carbur de bor: El carbur de bor s'estova a altes temperatures i s'adhereix a la superfície de la partícula, contribuint a la densificació. La pel·lícula d'òxid B₂O₃ formada a la seva superfície proporciona resistència a l'oxidació, mentre que els cristalls columnars generats redueixen la porositat i milloren la resistència a la temperatura intermèdia.
III. Millora del sistema d'enllaç:
L'aglutinant és l'"esquelet" dels calcinables refractaris. L'elecció d'un aglutinant adequat pot canviar fonamentalment la debilitat de la resistència a la temperatura intermèdia.
1. Ús de ciment-d'alt rendiment: s'ha d'utilitzar ciment pur d'aluminat de calci (CA-70 o grau superior) sempre que sigui possible. En comparació amb el ciment CA-50 normal, té una millor taxa de retenció de resistència a l'etapa de temperatura intermèdia.
2. Aglutinants compostos: el ciment es combina amb aglutinants químics (com els fosfats), o s'utilitzen aglutinants cohesius (com el sol de sílice i el sol d'alúmina). Aquests mètodes d'enllaç formen una estructura de xarxa estable a temperatures intermèdies, a diferència dels aglutinants d'hidratació purs que són propensos a col·lapsar-se a causa de la deshidratació.
IV. Optimització de la microestructura i la mida de les partícules:
S'utilitzen mètodes físics per fer que l'estructura interna del material sigui més compacta i reduir els defectes.
1. Distribució raonable de la mida de les partícules: optimitzeu la distribució de partícules dels agregats (com el corindó i la mullita), seguint el principi d'empaquetament més proper per reduir la porositat interna.
2. Introducció de la tecnologia de micropols: afegiu quantitats adequades de micropols d'alúmina activada o micropols de sílice, utilitzant l'efecte d'ompliment de la micropols per reduir la porositat aparent, augmentar la densitat del material i millorar així la resistència.
V. Control de construcció i curat:
Fins i tot amb la millor formulació de materials refractaris, una construcció inadequada reduirà significativament la resistència.
1. Control estricte de l'addició d'aigua: l'addició excessiva d'aigua augmentarà significativament la porositat i reduirà la densitat. La quantitat d'aigua afegida s'ha de seguir estrictament segons la quantitat recomanada pel fabricant durant la barreja.
2. Estandarditzar el procés de cocció: quan s'escalfa a l'etapa de temperatura mitjana (especialment 900 graus -1200 graus), s'ha de garantir un temps de retenció suficient per permetre que els hidrats es deshidratin i es recristal·litzin completament, evitant l'esquerdament o l'estructura solta a causa de l'escalfament excessiu.
