Nastavitev in utrjevanjenizkocementne ognjevarne ulitkeje predvsem posledica koagulacije in vezave. Zato je vloga ultrafinega prahu ključnega pomena, saj je ključni dejavnik, ki določa in vpliva na njegovo delovanje. Hkrati pa ne gre prezreti vpliva primesi na njegovo delovanje.
NO.01 Ultrafini prah
Ultrafini praški v nizkocementnih ulivkah vključujejo predvsem aktivni silicijev dioksid, -Al₂O₃ prah in Cr2O3 prah z vsebnostjo (%) 93,2 %, večjo od 90 % oziroma večjo od 99 %. Porazdelitev velikosti delcev teh treh vrst ultrafinih praškov je prikazana v spodnji tabeli. Iz tabele je razvidno, da delcev, manjših od 1,0 mm, predstavlja več kot 71 %.
Ognjevzdržni ulitki imajo enak delež mešanice, z vsebnostjo CaO približno 0,6 %. Tri skupine vzorcev smo pripravili z dodajanjem aktivnega SiO₂, -Al₂O₃ ( -aluminijevega oksida v prahu) in kompozita obeh ultrafinih praškov v enaki količini. Ko se temperatura segrevanja poveča, se poveča trdnost ulitkov z različnimi ultrafinimi prahovi.
Opaženo je tudi, da različni ultrafini praški različno prispevajo k trdnosti ulitkov. Ulivnik z enako količino aktivnega SiO₂ in -Al₂O₃ kompozitnega ultrafinega prahu ima največjo trdnost, sledi mu ulivec z aktivnim SiO₂ ultrafinim prahom, medtem ko ima ulivec z ultrafinim prahom aluminijevega oksida najmanjšo trdnost. Pri temperaturi segrevanja 1500 stopinj je trdnost ulitkov s tremi vrstami ultrafinih praškov v bistvu podobna. To pomeni, da so pri pripravi nizkocementnih ognjevzdržnih betonov najboljši kompozitni ultrafini praški, pri samostojni uporabi pa je treba dati prednost ultrafinemu prahu z aktivnim SiO₂.
Vendar pa bo povečanje količine ultrafinega prahu SiO₂ zmanjšalo vsebnost Al₂O₃ v ulitku in povečalo prosti kremen, kar neizogibno vodi do zmanjšanja odpornosti ulitka na žlindro. Na primer, mešani delež ognjevarnega materiala, ki ga je mogoče uliti, za železna korita je: 70 % visoko{2}}aluminijevega agregata, 14,2 % SiC, 5,8 % C, 0,2 % disperznega sredstva, 6,5 % vode in 10 % visoko{8}}aluminijevega oksida v prahu in ultrafinega prahu SiO₂ skupaj. Preskusi odpornosti na žlindro so bili izvedeni z uporabo metode lončka v redukcijski atmosferi. Preskusni pogoji: standardna bazičnost žlindre 1.105, temperatura segrevanja in čas zadrževanja 1500 stopinj, 4 ure. Z naraščajočo vsebnostjo ultrafinega prahu SiO₂ obstaja optimalna vrednost za odpornost proti žlindri; to pomeni, da je najboljša odpornost na žlindro dosežena, ko je vsebnost ultrafinega prahu okoli 5 %.
Z deležem mešanice za ulivanje in skupno vsebnostjo ognjevzdržnega finega prahu in ultrafinega prahu, ki ostaneta konstantni, se tudi tlačna trdnost po žganju pri 1600 stopinjah poveča z naraščajočo vsebnostjo ultrafinega prahu, vendar obstaja optimalna vrednost. Z ultrafinim prahom SiO₂, ki predstavlja približno 5 %, in ultrafinim prahom Al₂O₃ in Cr₂O3, ki predstavljata približno 7 %, je trdnost dobra in tudi druge lastnosti so odlične. Kar zadeva vrsto ultrafinega prahu, ima ultrafini prah SiO₂ najboljši ojačevalni učinek, sledi mu ultrafini prašek Al2O3, medtem ko ima ultrafini prašek Cr2O₃ slab ojačevalni učinek. Opaženo je tudi, da je ojačitveni učinek ultrafinega prahu SiO₂ 2,5- do 4,4-krat večji kot pri zadnjih dveh vrstah.
ŠT.02 Dodatki
Obstaja veliko vrst dodatkov. Tukaj vzamemo disperzijska sredstva in-vodoreducente kot primere za ponazoritev njihovega vpliva na učinkovitost nizkocementnih ognjevzdržnih ulitkov.
Ko je delež mešanice betona konstanten, lahko dodajanje različnih količin dispergenta zmanjša količino vode, ki je potrebna za gradnjo. Ko je količina gradbene vode konstantna, obstaja optimalna vrednost za posušeno tlačno trdnost, ko se količina dispergenta poveča. To pomeni, da je trdnost najboljša, če je vsebnost disperznega sredstva 0,15 % do 0,2 %. Če ni dodanega vod-reducenta ali če odmerek preseže 0,5 %, se trdnost poslabša ali vzorec poči. To je posledica slabe fluidnosti litja in pomanjkanja gostote v oblikovanem telesu.
Obstaja veliko vrst sredstev-za zmanjševanje vode in ustrezno izbiro je treba opraviti s testiranjem. Po določitvi deleža mešanice ultra-cementnega korundnega ulitka so bili kot sredstva za zmanjševanje vode uporabljeni natrijev polifosfat, kondenzati policianamida in kondenzati naftalen sulfonata, primerni odmerki pa so bili pregledani za pripravo ognjevzdržnih ulivov. Ulitki brez vod-reducentov trpijo zaradi spontanega aglomeriranja ultrafinih prahov, ki ne morejo učinkovito zapolniti por in imajo izjemno neenakomerno porazdelitev. Velika količina vode se ujame v kosmiče ali zapolni pore, kar povzroči povečano porabo vode, nizko prostorninsko gostoto, visoko poroznost in nizko trdnost po toplotni obdelavi, neugodno pa je tudi za sintranje. Polifosfati imajo določen učinek dispergiranja in zmanjšanja -vode, kar lahko do neke mere prepreči spontano aglomeracijo ultrafinih praškov, kar jim omogoči popolnejšo porazdelitev v porah, kar izboljša izrabo vode in zmanjša porabo vode za približno 17 %.
Zato sta povečana nasipna gostota in zmanjšana poroznost litja v primerjavi z neobdelanim litjem povzročili 0,6-1,9-kratno povečanje tlačne trdnosti po žganju in 1,25-kratno povečanje upogibne trdnosti pri visokih-temperaturah. Sredstva B in C sta organski visoko{5}}zmanjšovalca vode-, s posebno pomembnimi učinki zmanjševanja-razpršitve vode, ki dosegata stopnjo zmanjšanja vode 25 % oziroma 28 %. V primerjavi z neobdelanim litjem se je njihova nasipna gostota povečala za približno 3,5 %, poroznost se je zmanjšala za 15 %, tlačna trdnost po žganju se je povečala za 1-4-krat, visoko{18}}upogibna trdnost pa se je povečala za več kot 3,5-krat. Očitno je tudi, da je sredstvo C učinkovitejše od sredstva B. Skratka, pri pripravi nizkocementnih ognjevzdržnih ulitkov je treba dodati-vodoreducente, pri čemer je treba dati prednost organskim visoko učinkovitim reducirnim sredstvom.
NO.03 Aluminijev prah
V ognjevzdržne ulitke iz železnega korita se na splošno doda kovinski aluminijev prah, da se pospeši sušenje in utrdi ulitek. Njegova velikost delcev in doziranje pomembno vplivata na učinkovitost ulitka in ju je treba ustrezno izbrati.
Pri Al₂O₃-SiC-C ultra-ulitkih z nizko vsebnostjo cementa, manjša kot je velikost delcev aluminijevega prahu in višja kot je temperatura okolja med gradnjo, močnejša je kemična reakcija, proizvede se več plina in višja je temperatura materiala. To je koristno za dehidracijo odlitka, kar omogoča hitro peko; vendar lahko prehitra reakcija hitro povzroči napačno nastavitev, kar škoduje trdnosti. Deleži mešanice litja ostanejo enaki. Velike velikosti delcev aluminijevega prahu škodijo trdnosti, medtem ko pretirano majhne velikosti delcev nudijo nekaj prednosti tlačni trdnosti med sušenjem, druge trdnosti pa se zmanjšajo. Velikost delcev 88-44 mm ima za posledico večjo trdnost. Količino uporabljenega aluminijevega prahu je treba določiti na podlagi zmogljivosti ognjevzdržnega litja in pogojev gradnje; uporabljajte ga čim manj, hkrati pa zagotovite dobro zračenje in hitro sušenje.
ŠT.04 Dodatki
V Al₂O₃-SiC-C ultra-cementnih ulivkah je treba dodati SiC in ogljikove materiale, da se izboljša njihova odpornost proti žlindri in toplotna stabilnost. Eksperimenti in uporaba so dokazali, da kakovost in doziranje SiC in ogljikovih materialov pomembno vplivata na zmogljivost ulivalcev in da ju je treba izbrati racionalno. Poleg tega se kakovost in doziranje razlikujeta glede na velikost plavža in lokacijo uporabe. Na splošno se visoko{6}}kakovostni SiC in ogljikovi materiali uporabljajo v glavnem železnem koritu ali koritu za žlindro velikih in srednje-velikih plavžev, medtem ko se nižji-siC in ogljikovi materiali uporabljajo v srednjih in majhnih plavžih; odmerek SiC je običajno 5% do 35%. Ogljikovi materiali vključujejo predvsem smolo, kosmičast grafit, elektrodni prah in zemeljski grafit, z odmerkom od 2 % do 6 %.
V železne ognjevarne ulitke se SiC in ogljikovi materiali na splošno dodajajo v obliki finega prahu, pri čemer ima prednost ultrafini SiC. Ker ta material vsebuje SiC in ogljikove materiale, je njegova odpornost proti oksidaciji zmanjšana. Oksidacija ogljika pusti več mikropor, kar omogoča staljenemu železu ali žlindri, da nenehno prodre v notranjost, tvori razogljičeno plast in povzroči poškodbe obloge. Dodajanje kovinskega aluminijevega prahu lahko izboljša odpornost litja proti oksidaciji. Eksperimenti so pokazali, da kombinirana uporaba kovinskega silicijevega prahu, tj. Al prahu in Si prahu, povzroči boljšo odpornost proti oksidaciji in izboljšano trdnost litja. To je zato, ker reakcija kovinskega silicija in aluminija z ogljikom pri visokih temperaturah, da nastane SiC in Al₄C₃, povzroči gostejšo mikrostrukturo in površino.
V Al₂O₃-SiO₂ nizkocementnih ognjevzdržnih ulitkih dodatek 2 %–8 % finega prahu kianita pri visokih temperaturah 1200–1400 stopinj spodbuja nastanek mulita in s tem poveča njegovo trdnost. To pomeni, da kianit ne deluje samo kot sredstvo za ekspanzijo, ampak tudi kot sredstvo za mineralizacijo.
