I. Mahutiheduse ja kaalu intuitiivne seos
Mahutihedus (või lihtsalt "mahutihedus") määrab otseselt ruumalaühiku massi: mida väiksem on mahutihedus, seda kergem on materjal; mida suurem on mahutihedus, seda raskem on materjal. Ahju projekteerimisel on kaal sageli peamiseks piiranguks, eriti rippuvate või õhukeseseinaliste osade (nt torud, settimiskambrid ja korstnad) puhul. Liiga rasked vooderdised võivad põhjustada teraskonstruktsiooni liigset koormust ja isegi mõjutada ahju eluiga.
II. Mahutiheduse ja kulumiskindluse/isolatsiooni{1}}vahetamine
1. Isolatsiooninõuded:Kerged tulekindlad valandidneil on kõrge poorsus ja madal soojusjuhtivus; mida väiksem on mahutihedus, seda parem on isolatsiooniefekt. Energiasäästlikkus on optimaalne, kui mahutihedus on 1,2 g/cm³ või väiksem; kui see ületab 1,3 g/cm³, väheneb isolatsioonivõime oluliselt.
2. Kulumiskindluse nõuded: Suurenenud mahutihedus suurendab täitematerjali osakeste vaheliste sidepunktide arvu, parandades seeläbi vastupidavust erosioonile ja mehaanilisele kulumisele. Intensiivse leegi erosiooniga piirkondades, mille puistetihedus on alla 1,3 g/cm³, on pind kalduvus pulbristamisele ja koorumisele.
3. Üldine tasakaal: kui ala vajab nii soojusisolatsiooni kui ka erosioonikindlust, on soovitatav kasutada "kerget töövooderdust", mille puistetihedus on 1,5 g/cm³, mis tasakaalustab kaalupiirangud ja kulumiskindluse nõuded.
III. Peamised töötlemispunktid 1,5 puistetihedusega kergete valandite jaoks
1. Tooraine valik: Peamise materjalina tuleb kasutada kunstlikult sünteesitud kergeid täitematerjale (nagu kerge mulliit ja kergboksiit). Raskete lisandite, nagu näiteks telliste ja jäätmete lisamine on rangelt keelatud; vastasel juhul muutub tihedus kontrollimatuks ja tugevus väheneb.
2. Liimimissüsteem: lisage kiiresti-kuivavad ja kiiresti{2}}kõvenevad lisandid-plahvatuskindlad-kiud (0,1%~0,15%)-, et hajutada kokkutõmbumispinget; metallist räni (vähem kui 2%), et parandada oksüdatsioonikindlust kõrgel -temperatuuril; ja puhas kaltsiumaluminaattsement (suurem kui Al2O₃ 70%) või sellega võrdne, et tagada varane tugevus.
3. Konstruktsiooni jõudlus: veesisaldus on reguleeritud 12% ~ 14%, vibratsiooni voolu väärtus on suurem või võrdne 180 mm, tagades isevoolava täitmise keerukates piirkondades; 24-tunnine vormimistugevus Suurem või võrdne 4 MPa, mis vastab kiiretele küpsetamisnõuetele.
IV. Tüüpilised rakendused
1. Korstnad ja lõõrid: 1,5-mahuline tihe vooder, mis toimib nii isolatsiooni- kui ka töökihina, suudab kontrollida väliskesta temperatuuri alla 80 kraadi ja takistab tolmuste suitsugaaside hõõrdumist.
2. Settimiskambri ülaosa: kaal on piiratud, kuid see peab vastu pidama osakeste tagasilöögile; 1,5-mahulist tihedat voodri paksust saab vähendada 100–120 mm-ni, vähendades kaalu rohkem kui 35% võrreldes traditsiooniliste raskete materjalidega.
3. Kuuma õhukanali põlved: õhuvoolu suund muutub järsult, suure pesemisnurgaga; 1,5-mahulise tiheda voodri eluiga on üle 3 aasta, mis on kaks korda pikem kui 1,2-mahulise tiheda voodri eluiga.
V. Soovitused puhaste isolatsioonikomponentide kohta
Leegi erosiooni või mehaanilise kulumiseta piirkondades, nagu ahju seinte välised isolatsioonikihid ja torude isolatsioonikihid, on eelistatud kerged tulekindlad valumaterjalid puistetihedusega 1,0–1,2 g/cm³. Paksus tuleks määrata soojusarvutuste põhjal. Üldiselt võib 100 mm paksune vooder iga 0,1 g/cm³ vähendamise kohta vähendada koormust 10 kg/m² võrra, suurendades energiasäästu 3–5%.
VI. Lihtsad kvaliteediotsustusmeetodid
1. Välimus: ühtlane ristlõige, üle 3 mm auke pole ja pulber ei pudene käsitsi hõõrumisel maha.
2. Puistetihedus: pärast kohapeal -proovide võtmist ja kuivatamist peaks mõõdetud väärtus nimiväärtusest erinema ±0,05 g/cm³ või sellega võrdne.
3. Toatemperatuuri rõhukindlus: pärast kuivatamist 110 kraadi juures 24 tundi, peab tugevus olema suurem kui 8 MPa (1,5 puistetihedusaste) või sellega võrdne, tagades transpordi ja paigaldamise ajal alla 2% purunemise.
Kerged tulekindlad valandid ei pruugi olla "mida kergemad, seda parem" ega ka "mida raskemad, seda vastupidavamad". Selle asemel tuleb konkreetsetest töötingimustest lähtudes leida tasakaal kaalu, soojusisolatsiooni ja kulumiskindluse vahel. Disainerid peaksid esmalt määrama iga asukoha jaoks kindlaks maksimaalse lubatud koormuse ja maksimaalse kasutustemperatuuri ning seejärel järk-järgult valima puistetiheduse klassi vastavalt "temperatuuri-erosiooni-kaalu" järjestusele. Lõpuks, toorainete ja ehitustehnikate täpse sobitamise abil on võimalik saavutada pika kasutusea, madala energiatarbimise ja kerge voodri kõikehõlmavad eesmärgid.
