Tulekindlad valandidkogevad sageli olulist tugevuse langust vahepealsetel temperatuuridel (tavaliselt 800 kraadi -1000 kraadi või rohkem). See on peamiselt tingitud sideaines sisalduvate hüdraatide dehüdratsioonist, ümberkristalliseerumisest ja füüsilisest kokkutõmbumisest, mis põhjustab poorse struktuuri. Tulekindlast materjalist valamise keskmise temperatuuri tugevuse parandamiseks võib keskenduda mitmele põhimõõtmele: tooraine proportsioonid, sideainesüsteemi optimeerimine, lisandite kasutamine ja ehitustehnikad. Järgmised on konkreetsed parendusstrateegiad.
I. Toorainete optimeerimine ja keemiliste reaktsioonide kompenseerimine
See on kõige otsesem ja tõhusam meetod. Tuum on kasutada keemilise reaktsiooni tekitatud mahu suurenemist, et kompenseerida kokkutõmbumist paagutamise ajal.
1. Al2O3 peene pulbri lisamine: sobiva koguse Al2O3 (alfa-alumiiniumoksiid) peene pulbri lisamine tulekindlate valatavate materjalide alumineerimiseks on ülioluline. Vahetemperatuuridel läbib see paisumisefektiga keemilise reaktsiooni, kompenseerides mahu kokkutõmbumisest tingitud tugevuse vähenemise. Eriti kui sideaineks on CA-70 kõrge-alumiiniumoksiidtsement, võib selle peene pulbri lisamine isegi suurendada tugevust keskmisel temperatuuril, mitte seda vähendada.
2. Aktiivsete täiteainete kasutuselevõtt: Puhas aluminaattsement kombineeritakse ränidioksiidi auruga. Temperatuuril 800{3}}1200 kraadi reageerib ränidioksiidi aur kaltsiumoksiidiga, moodustades anortiidi tugevdava faasi, mis võib tõhusalt suurendada tugevust keskmisel temperatuuril umbes 20%.
II. Paagutus- ja paisuainete lisamine
Spetsiifiliste mineraalsete toorainete kasutuselevõtuga saab muuta materjali paagutamiskäitumist või mahu stabiilsust vahepealsetel temperatuuridel.
1. Pehme savi (paagutusaine) lisamine: 3%-6% pehme savi lisamine võib soodustada valatava materjali paagutamist madalamatel temperatuuridel, muutes mikrostruktuuri ja suurendades seeläbi vahepealset -temperatuuritugevust, ületades isegi ahjus kuivatatud tugevust.
2. Andalusiidi kasutamine (kõrg-temperatuuriline tugevdus): kuigi andalusiit toimib peamiselt kõrgetel temperatuuridel (üle 1300 kraadi), võivad korrektse koostise korral (lisatakse peene pulbri kujul) kõrgel temperatuuril selle lagunemisel tekkiv mulliit ja liigne SiO₂ moodustada sekundaarse mullitiseerumise, mis on pärast vaheaine temperatuurivahemiku ületamist väga kasulik.
3. Boorkarbiidi kasutamine: Boorkarbiid pehmeneb kõrgel temperatuuril ja kleepub osakeste pinnale, aidates kaasa tihenemisele. Selle pinnale moodustunud B2O3 oksiidkile tagab oksüdatsioonikindluse, samas kui tekkivad sammaskristallid vähendavad poorsust ja parandavad vahepealset temperatuuritugevust.
III. Liimimissüsteemi täiustamine:
Sideaine on tulekindlate valandite "skelett". Sobiva sideaine valimine võib põhimõtteliselt muuta keskmise temperatuuri tugevuse nõrkust.
1. Suure jõudlusega-tsemendi kasutamine: võimalusel tuleks kasutada puhast kaltsiumaluminaattsementi (CA-70 või kõrgem klass). Võrreldes tavalise CA-50 tsemendiga on sellel keskmise temperatuuri staadiumis parem tugevuse säilivus.
2. Komposiitsideained: tsementi kombineeritakse keemiliste sideainetega (nagu fosfaadid) või kasutatakse sidusaid sideaineid (nagu ränidioksiidi sool ja alumiiniumoksiidsool). Need sidumismeetodid moodustavad vahepealsetel temperatuuridel stabiilse võrgustruktuuri, erinevalt puhastest hüdratatsioonisideainetest, mis võivad dehüdratsiooni tõttu kokku kukkuda.
IV. Mikrostruktuuri ja osakeste suuruse optimeerimine:
Materjali sisestruktuuri kompaktsemaks muutmiseks ja defektide vähendamiseks kasutatakse füüsikalisi meetodeid.
1. Mõistlik osakeste suuruse jaotus: optimeerige täitematerjalide (nagu korund ja mulliit) osakeste jaotust, järgides sisemise poorsuse vähendamiseks lähima pakkimise põhimõtet.
2. Mikropulbri tehnoloogia tutvustus: lisage sobivas koguses aktiveeritud alumiiniumoksiidi mikropulbrit või ränidioksiidi mikropulbrit, kasutades mikropulbri täiteefekti, et vähendada näivat poorsust, suurendada materjali tihedust ja seega parandada tugevust.
V. Ehituse ja kõvenemise kontroll:
Isegi parima tulekindlate valumaterjalide koostise korral vähendab ebaõige konstruktsioon tugevust oluliselt.
1. Vee lisamise range kontroll: liigne vee lisamine suurendab oluliselt poorsust ja vähendab tihedust. Segamise ajal tuleb rangelt järgida lisatava vee kogust vastavalt tootja soovitatud kogusele.
2. Standardiseerige küpsetusprotsess: keskmisel temperatuuril (eriti 900-1200 kraadi) kuumutamisel tuleb tagada piisav säilivusaeg, et hüdraadid saaksid täielikult dehüdreeruda ja ümberkristallida, vältides liigsest kuumutamisest tingitud pragunemist või lahtist struktuuri.
