معرفی محصول ریخته گری نسوز کم سیمان

ریخته گری های نسوز کم سیمان با ریخته گری های نسوز سیمان آلومینیت سنتی مقایسه می شوند. مقدار افزودن سیمان در ریخته گری های نسوز سیمان آلومینات سنتی معمولاً 12-20٪ است و مقدار اضافه آب به طور کلی 9-13٪ است. به دلیل مقدار زیاد آب اضافه شده، بدنه ریخته گری دارای منافذ زیادی است، متراکم نیست و استحکام کمی دارد. با توجه به مقدار زیاد سیمان اضافه شده، اگرچه مقاومت های نرمال و دمای پایین بالاتری را می توان به دست آورد، به دلیل تبدیل کریستالی آلومینات کلسیم در دماهای متوسط، مقاومت کاهش می یابد. بدیهی است که CaO معرفی شده با SiO2 و Al2O3 در دستگاه ریخته‌گری واکنش می‌دهد تا موادی با نقطه ذوب پایین تولید کند و در نتیجه خواص دمای بالا این ماده بدتر شود.

هنگامی که از فناوری پودر بسیار ریز، افزودنی‌های با راندمان بالا و دانه‌بندی علمی ذرات استفاده می‌شود، محتوای سیمان دستگاه ریخته‌گری به کمتر از 8 درصد و محتوای آب به ≤7 درصد کاهش می‌یابد و می‌توان یک دستگاه ریخته‌گری نسوز سری کم سیمان را کاهش داد. تهیه و وارد شده به محتوای CaO ≤2.5٪ است و شاخص های عملکرد آن به طور کلی از شاخص های ریخته گری نسوز سیمان آلومینات بیشتر است. این نوع ریخته گری نسوز تیکسوتروپی خوبی دارد، یعنی مواد مخلوط شکل خاصی دارد و با کمی نیروی خارجی شروع به جریان می کند. هنگامی که نیروی خارجی حذف می شود، شکل به دست آمده را حفظ می کند. بنابراین به آن ریخته گری نسوز تیکسوتروپیک نیز می گویند. ريخته گري نسوز خود جريان را ريخته گري نسوز تيکسوتروپيک نيز مي گويند. متعلق به این دسته است. معنای دقیق ریخته گری های نسوز سری کم سیمان تاکنون تعریف نشده است. انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM) مواد ریخته گری نسوز را بر اساس محتوای CaO آنها تعریف و طبقه بندی می کند.

چگالی و استحکام بالا از ویژگی های بارز ریخته گری های نسوز سری کم سیمان است. این برای بهبود طول عمر و عملکرد محصول خوب است، اما قبل از استفاده برای پخت مشکل ایجاد می کند، یعنی اگر در هنگام پخت دقت نکنید، ریختن آن به راحتی رخ می دهد. پدیده ترکیدن بدن ممکن است حداقل نیاز به ریختن مجدد داشته باشد یا در موارد شدید ایمنی شخصی کارگران اطراف را به خطر بیندازد. از این رو کشورهای مختلف نیز مطالعات مختلفی را در زمینه پخت مواد ریخته گری نسوز سری کم سیمان انجام داده اند. اقدامات فنی اصلی عبارتند از: با فرموله کردن منحنی های مناسب کوره و معرفی مواد ضد انفجار عالی و غیره، این امر می تواند باعث شود که مواد ریخته گری نسوز آب به آرامی و بدون ایجاد عوارض جانبی دیگر از بین بروند.

فناوری پودر فوق ریز فناوری کلیدی برای ریخته گری های نسوز سری کم سیمان است (در حال حاضر اکثر پودرهای فوق ریز مورد استفاده در سرامیک ها و مواد نسوز در واقع بین 0.1 تا 10 متر هستند و عمدتاً به عنوان شتاب دهنده های پراکندگی و چگال کننده های ساختاری عمل می کنند. ذرات سیمان به شدت بدون لخته شدن پراکنده می شوند، در حالی که دومی باعث می شود ریز منافذ در بدنه ریخته به طور کامل پر شده و استحکام را بهبود بخشد.

در حال حاضر انواع رایج پودرهای بسیار ریز مورد استفاده عبارتند از SiO2، α-Al2O3، Cr2O3، و غیره. خواص پر کردن علاوه بر این، میکروپودر SiO2، Al2O3، Cr2O3 و غیره نیز می توانند ذرات کلوئیدی را در آب تشکیل دهند. هنگامی که یک پراکنده کننده وجود دارد، یک لایه دوگانه الکتریکی روی سطح ذرات تشکیل می شود تا دافعه الکترواستاتیکی ایجاد کند که بر نیروی واندروالس بین ذرات غلبه کرده و انرژی رابط را کاهش می دهد. از جذب و لخته شدن بین ذرات جلوگیری می کند. در همان زمان، ماده پراکنده در اطراف ذرات جذب می شود تا یک لایه حلال تشکیل شود که سیالیت ماده ریخته گری را نیز افزایش می دهد. این نیز یکی از مکانیسم های پودر فوق ریز است، یعنی افزودن پودر فوق ریز و پراکنده کننده های مناسب می تواند مصرف آب ریخته گری های نسوز را کاهش داده و سیالیت را بهبود بخشد.

گیرش و سخت شدن مواد ریخته گری نسوز کم سیمان نتیجه عمل ترکیبی پیوند هیدراتاسیون و پیوند چسبندگی است. هیدراتاسیون و سخت شدن سیمان آلومینات کلسیم عمدتاً هیدراتاسیون فازهای هیدرولیک CA و CA2 و فرآیند رشد کریستالی هیدرات های آنها می باشد، یعنی با آب واکنش می دهند و CAH10، C2AH8 و محصولات هیدراتاسیون به شکل ورقه ای شش ضلعی یا سوزنی شکل می دهند. به‌عنوان کریستال‌های مکعبی C3AH6 و ژل‌های Al2O3aq، سپس یک ساختار شبکه‌ای به هم پیوسته تراکم-کریستالیزاسیون را در طول فرآیندهای پخت و گرمایش تشکیل می‌دهند. تجمع و پیوند به دلیل پودر فوق ریز فعال SiO2 است که در هنگام برخورد با آب، ذرات کلوئیدی را تشکیل می دهد و با یون های جدا شده به آرامی از افزودنی اضافه شده (یعنی ماده الکترولیت) ملاقات می کند. از آنجا که بارهای سطحی این دو متضاد هستند، یعنی سطح کلوئیدی دارای یون های متقابل جذب شده است، که باعث می شود پتانسیل 2 پوند کاهش یابد و زمانی که جذب به "نقطه ایزوالکتریک" می رسد، تراکم اتفاق می افتد. به عبارت دیگر، زمانی که دافعه الکترواستاتیکی در سطح ذرات کلوئیدی کمتر از جاذبه آن باشد، پیوند منسجم به کمک نیروی واندروالس ایجاد می‌شود. پس از اینکه ماده ریخته گری نسوز مخلوط با پودر سیلیس متراکم شد، گروه های Si-OH تشکیل شده بر روی سطح SiO2 خشک شده و آبگیری می شوند تا پل شوند و ساختار شبکه سیلوکسان (Si-O-Si) را تشکیل می دهند و در نتیجه سخت می شوند. در ساختار شبکه سیلوکسان، پیوندهای بین سیلیکون و اکسیژن با افزایش دما کاهش نمی‌یابد، بنابراین استحکام نیز همچنان افزایش می‌یابد. در همان زمان، در دماهای بالا، ساختار شبکه SiO2 با Al2O3 پیچیده شده در آن واکنش داده و مولایت را تشکیل می دهد که می تواند استحکام را در دماهای متوسط ​​و بالا بهبود بخشد.