Määramine ja kõveneminemadala tsemendiga tulekindlad valandidon peamiselt tingitud koagulatsioonist ja sidumisest. Seetõttu on ülipeene pulbri roll ülioluline, olles selle toimivust määrav ja mõjutav võtmetegur. Samal ajal ei saa tähelepanuta jätta lisandite mõju selle toimimisele.
NO.01 ülipeen pulber
Madala tsemendiga valatavates valatavates materjalides kasutatavad ülipeened pulbrid hõlmavad peamiselt aktiivset ränidioksiidi suitsu, -Al2O3 pulbrit ja Cr2O3 pulbrit, mille sisaldus (%) on vastavalt 93,2%, üle 90% ja üle 99%. Nende kolme tüüpi ülipeente pulbrite osakeste suuruse jaotus on näidatud allolevas tabelis. Tabel näitab, et alla 1,0 mm suurused osakesed moodustavad üle 71%.
Tulekindlatel valumaterjalidel on sama segu proportsioon, CaO sisaldus on ligikaudu 0,6%. Valmistati kolm proovide rühma, lisades samas koguses aktiivset SiO₂, -Al2O3 (- alumiiniumoksiidi pulber) ja mõlema ülipeene pulbri komposiiti. Kuumutustemperatuuri tõustes suureneb erinevate ülipeente pulbritega valatavate materjalide tugevus.
Samuti on täheldatud, et erinevad ülipeened pulbrid annavad valatavate elementide tugevuse erinevalt. Võrdse koguse aktiivse SiO₂ ja -Al2O3 komposiit ülipeene pulbriga valatav materjal on kõige tugevam, millele järgneb ülipeene aktiivse SiO₂ pulbriga valatav materjal, samas kui alumiiniumoksiidi ülipeene pulbriga valatav on madalaim. Kuumutustemperatuuril 1500 kraadi on kolme tüüpi ülipeente pulbritega valatavate materjalide tugevus põhimõtteliselt sarnane. See tähendab, et madala tsemendiga tulekindlate valandite valmistamisel on parimad komposiit ülipeened pulbrid ja eraldi kasutamisel tuleks eelistada aktiivset SiO₂ ülipeent pulbrit.
Kuid SiO2 ülipeene pulbri koguse suurendamine vähendab Al2O3 sisaldust valatavas materjalis ja suurendab vaba kvartsi, mis toob paratamatult kaasa valumaterjali räbukindluse vähenemise. Näiteks raudkünade valatava tulekindla materjali segu osakaal on: 70% kõrge -alumiiniumoksiidi täitematerjal, 14,2% SiC, 5,8% C, 0,2% dispergeeriv aine, 6,5% vesi ja 10% kõrge -alumiiniumoksiidi pulbri ja SiO₂ kombineeritud koostis. Räbukindluse testid viidi läbi tiigli meetodil redutseerivas atmosfääris. Katsetingimused: standardne räbu aluselisus 1,105, kuumutamistemperatuur ja säilivusaeg 1500 kraadi, 4 tundi. Suureneva SiO₂ ülipeene pulbri sisalduse korral on räbukindluse optimaalne väärtus; see tähendab, et parim räbukindlus saavutatakse siis, kui ülipeene pulbri sisaldus on umbes 5%.
Kui valatava segu proportsioon ning tulekindla peene pulbri ja ülipeene pulbri kombineeritud sisaldus jääb konstantseks, suureneb survetugevus pärast põletamist 1600 kraadi juures ka ülipeene pulbri sisalduse suurenemisega, kuid optimaalne väärtus on olemas. SiO₂ ülipeen pulber moodustab ligikaudu 5% ja Al2O3 ja Cr2O3 ülipeen pulber ligikaudu 7%, tugevus on hea ja muud omadused on samuti suurepärased. Ülipeene pulbri tüübi osas on SiO₂ ülipeen pulber parim tugevdav toime, millele järgneb Al2O3 ülipeen pulber, samas kui Cr2O3 ülipeen pulber on nõrga tugevdava toimega. Samuti on täheldatud, et SiO₂ ülipeene pulbri tugevdav toime on 2,5–4,4 korda suurem kui kahel viimasel tüübil.
NR.02 Lisandid
Lisandeid on mitut tüüpi. Siin on näidetena dispergeerivad ja vett{1}}redutseerivad ained, et illustreerida nende mõju madala tsemendiga tulekindlate valumaterjalide toimimisele.
Kui valatava materjali segu osakaal on konstantne, võib erinevate dispergeerivate koguste lisamine vähendada ehitusvee kogust. Kui ehitusvee kogus on konstantne, on dispergeeriva aine koguse suurenemisel kuivatatud survetugevuse jaoks optimaalne väärtus. See tähendab, et tugevus on parim, kui dispergeeriva aine sisaldus on 0,15–0,2%. Kui vett{5}}redutseerivat ainet ei lisata või annus ületab 0,5%, tugevus halveneb või proov praguneb. See on tingitud valatava materjali halvast voolavusest ja vormitud korpuse tiheduse puudumisest.
Vett{0}}redutseerivaid aineid on mitut tüüpi ja sobiv valik tuleks teha testimise teel. Pärast ultra-madala tsemendisisaldusega valatava korundi segu osakaalu määramist kasutati vett redutseerivate ainetena naatriumpolüfosfaati, polütsüaanamiidkondensaate ja naftaleensulfonaadi kondensaate ning sobivaid annuseid sõeluti tulekindlate valatavate materjalide valmistamiseks. Vett{5}}redutseerivate aineteta valatavad ained kannatavad ülipeente pulbrite spontaanse aglomeratsiooni tõttu, mis ei suuda poore tõhusalt täita ja on äärmiselt ebaühtlaselt jaotunud. Suures koguses vett jääb helvestesse kinni või täidab poorid, mille tulemuseks on veekulu suurenemine, madal puistetihedus, kõrge poorsus ja madal tugevus pärast kuumtöötlemist ning see on ka paagutamiseks ebasoodne. Polüfosfaatidel on teatav dispergeeriv ja vett vähendav-efekt, mis võib mingil määral ära hoida ülipeente pulbrite spontaanset aglomeratsiooni, võimaldades neil paremini poorides jaotuda, parandades veekasutust ja vähendades veetarbimist ligikaudu 17%.
Seetõttu suurendasid valumaterjali suurem puistetihedus ja poorsus töötlemata valatavaga võrreldes survetugevuse suurenemine pärast põletamist 0,6-1,9 korda ja paindetugevus kõrgel -temperatuuril 1,25 korda. Vahendid B ja C on orgaanilised kõrge -tõhususega vett-redutseerivad ained, millel on eriti oluline hajutav vett-vähendav toime, saavutades vee vähenemise vastavalt 25% ja 28%. Võrreldes töötlemata valatavaga suurenes nende puistetihedus ligikaudu 3,5%, poorsus vähenes 15%, survetugevus pärast põletamist suurenes 1-4 korda ja kõrgel-temperatuuril tõusis paindetugevus rohkem kui 3,5 korda. Samuti on ilmne, et aine C on tõhusam kui aine B. Kokkuvõttes tuleb madala tsemendiga tulekindlate valandite valmistamisel lisada vett redutseerivaid aineid ja eelistada tuleks orgaanilisi kõrge efektiivsusega vett redutseerivaid aineid.
NO.03 Alumiiniumpulber
Rauast küna tulekindlates valandites lisatakse tavaliselt metallist alumiiniumipulbrit, et kiirendada kuivamist ja tugevdada valu. Selle osakeste suurus ja annus mõjutavad oluliselt valatava materjali jõudlust ning need tuleks õigesti valida.
Al₂O₃-SiC-C ultra-madala tsemendiga valatavates materjalides on alumiiniumpulbri osakeste suurus ja kõrgem ümbritseva keskkonna temperatuur ehitamise ajal seda intensiivsem, seda rohkem tekib gaasi ja seda kõrgem on materjali temperatuur. See on kasulik valatava plaadi veetustamiseks, võimaldades kiiret küpsetamist; liiga kiire reaktsioon võib aga kergesti viia vale seadistuseni, mis kahjustab jõudu. Valatava segu proportsioonid jäävad samaks. Suured alumiiniumipulbri osakeste suurused kahjustavad tugevust, samas kui liiga väikesed osakeste suurused pakuvad teatud eeliseid survetugevusele kuivatamise ajal, kuid teised tugevused vähenevad. Osakeste suurus 88-44 mm annab parema tugevuse. Kasutatava alumiiniumipulbri kogus tuleks määrata tulekindla valatava materjali toimivuse ja ehitustingimuste alusel; seda tuleks kasutada nii vähe kui võimalik, tagades samas hea õhutuse ja kiire kuivamise.
NR.04 Lisandid
Al₂O₃-SiC-C ülimadala tsemendiga valatavatesse materjalidesse tuleks lisada SiC- ja süsinikmaterjale, et parandada nende räbukindlust ja termilist stabiilsust. Katsed ja kasutamine on tõestanud, et ränikarbiidi ja süsiniku materjalide klass ja doosid mõjutavad oluliselt valatavate materjalide jõudlust ning neid tuleks valida ratsionaalselt. Lisaks varieeruvad kvaliteet ja annus sõltuvalt kõrgahju suurusest ja kasutuskohast. Üldjuhul kasutatakse suurte ja keskmise suurusega kõrgahjude peamises-räbu süvendis või räbukünas kvaliteetseid-süsinikmaterjale, keskmistes ja väikestes kõrgahjudes aga madalama -klassi ränikarbiidi ja süsiniku materjale. SiC annus on tavaliselt 5% kuni 35%. Süsinikmaterjalide hulka kuuluvad peamiselt pigi, helveste grafiit, elektroodipulber ja muldgrafiit doosiga 2–6%.
Rauast renniga tulekindlates valumaterjalides lisatakse ränidioksiidi ja süsinikmaterjale tavaliselt peene pulbri kujul, eelistatavalt ülipeent ränikarbiidi. Kuna see materjal sisaldab SiC- ja süsinikmaterjale, on selle oksüdatsioonikindlus vähenenud. Süsiniku oksüdatsioon jätab rohkem mikropoore, võimaldades sularaual või räbul pidevalt sisemusse tungida, moodustades dekarboniseeritud kihi ja kahjustades vooderdust. Metallilise alumiiniumipulbri lisamine võib parandada valatava materjali oksüdatsioonikindlust. Katsed on näidanud, et metallilise ränipulbri, st Al-pulbri ja Si-pulbri kombineeritud kasutamine annab parema oksüdatsioonikindluse ja valatava materjali parema tugevuse. Selle põhjuseks on asjaolu, et metallilise räni ja alumiiniumi reaktsioon süsinikuga kõrgel temperatuuril, moodustades SiC ja Al₄C₃, viib tihedama mikrostruktuuri ja pinnani.
Al₂O₃-SiO₂ madala tsemendiga tulekindlates valandites soodustab 2–8% küaniidi peenpulbri lisamine kõrgel temperatuuril 1200–1400 kraadi mulliidi teket, suurendades seeläbi selle tugevust. See tähendab, et küaniit ei toimi mitte ainult paisuva ainena, vaid ka mineraliseeriva ainena.
