Mikrosilika do mas ogniotrwałych Al-SiC-C

I. Omówienie rozwiązania

Wylewki Al-SiC-C stosuje się głównie w kluczowych miejscach narażonych na działanie wysokich temperatur, erozję spowodowaną przez żelazo płynne i żużel, ścieranie mechaniczne oraz częste cykle termiczne. Ich ostateczne właściwości zależą nie tylko od tlenku glinu, węglika krzemu i materiałów węglowych, ale są również ściśle powiązane z obecnością ultradrobnych cząstek w matrycy, systemem wiązania, środkami dyspergującymi oraz rozkładem granulometrycznym cząstek.

Mikrosilika jest jednym z kluczowych ultradrobnych składników matrycy zaprawy odlewniczej Al-SiC-C. Jej czystość, poziom zanieczyszczeń, charakterystyka cząstek, stopień dyspersji oraz stabilność partii mają znaczący wpływ na zapotrzebowanie na wodę, płynność, gęstość formowania, skład fazowy w wysokiej temperaturze oraz odporność na erozję zaprawy odlewniczej.

Firma MSILI, uwzględniając różne warunki eksploatacyjne, systemy wiązania i metody montażu, oferuje mikrosilikat klasy materiałowej przeznaczony do zapraw odlewniczych Al-SiC-C oraz wsparcie w doborze odpowiedniego produktu, pomagając klientom zwiększyć stabilność receptury i niezawodność użytkowania w zastosowaniach inżynieryjnych.

II. Typowe zastosowania

Niniejsze rozwiązanie ma głównie zastosowanie w:

  • główne i boczne kanały wielkiego pieca, kanały żużlowe oraz skrobaki żużlowe;
  • strefy uderzeniowe, strefy zużycia oraz obszary wymagające lokalnych napraw w obszarze odlewania żelaza;
  • materiały ogniotrwałe nieformowane w kadziach na żelazo, urządzeniach do transportu żelaza oraz kanałach przepływu stopionego metalu;
  • inne miejsca mające kontakt z gorącym metalem płynnym, których zastosowanie zostało zweryfikowane pod kątem składu mieszanki i warunków pracy.

W poszczególnych obszarach występują znaczne różnice w składzie żużlu i żelaza, temperaturze eksploatacji, intensywności erozji oraz cyklu termicznym, dlatego typ mikrosilikatu i sposób jego dodawania należy zweryfikować w oparciu o konkretną recepturę.

III. Typowe problemy techniczne

1. Niestabilność receptury spowodowana wahaniami między partiami

Zmiany w zawartości SiO₂, zanieczyszczeniach, stopniu aglomeracji oraz charakterystyce uziarnienia mikrokremiku mogą powodować wahania wartości płynności, czasu krzepnięcia i wytrzymałości, co utrudnia dostosowywanie receptur i kontrolę produkcji.

2. Niewystarczająca dyspersja powodująca wzrost zapotrzebowania na wodę

Mikrosilikat charakteryzujący się silnym zbrylaniem lub nieodpowiednim stopniem zagęszczenia może powodować, że zawiesina staje się lepka, a jej płynność ulega pogorszeniu. Dodatkowe uzupełnienie wody na placu budowy może wprawdzie tymczasowo poprawić właściwości robocze, ale może również prowadzić do wzrostu porowatości i rozluźnienia matrycy.

3. Wpływ zanieczyszczeń na skład fazy wysokotemperaturowej

Zbyt wysoka zawartość CaO, metali alkalicznych i innych zanieczyszczeń może zmienić przebieg reakcji matrycy w wysokich temperaturach, zwiększając ryzyko powstawania fazy ciekłej, utleniania lub korozji żużlowej, a tym samym osłabiając stabilność strukturalną materiału w wysokich temperaturach.

4. Niewystarczająca kompatybilność z lepiszczem i domieszkami

Różne rodzaje mikrosilikatów w różny sposób reagują z cementem, mikroproszkiem tlenku glinu, środkami dyspergującymi, przeciwutleniaczami i materiałami węglowymi. Ocena jakości produktu wyłącznie na podstawie zawartości SiO₂ często nie gwarantuje oczekiwanych efektów w rzeczywistej recepturze.

IV. Kierunki rozwiązań

MSILI zapewnia kontrolę w czterech aspektach: składu chemicznego, charakterystyki cząstek, stanu proszku oraz kompatybilności z układem.

Stabilizacja składu chemicznego

Kontrola zawartości SiO₂ oraz poziomu zanieczyszczeń, takich jak CaO, Fe₂O₃ i metale alkaliczne, w celu zmniejszenia wpływu wahań jakości surowców na skład fazy wysokotemperaturowej i stabilność receptury.

Optymalizacja dyspersji i reologii

W zależności od sprzętu do mieszania i metod aplikacji klienta dobierane są produkty typu niekompaktowanego, półkompaktowanego lub kompaktowanego. Przy odpowiedniej dawce i systemie dyspersji poprawia się płynność i utrzymanie płynności zawiesiny.

Zwiększenie zagęszczenia matrycy

Wypełnianie mikropór między kruszywem a drobnym proszkiem za pomocą cząstek ultradrobnych, optymalizacja ułożenia cząstek oraz ograniczenie potencjalnych dróg przenikania żużlu i stopionego żelaza.

Dostosowanie do różnych systemów wiązania

W przypadku układów o niskiej, bardzo niskiej zawartości cementu oraz bezcementowych weryfikujemy kompatybilność mikrosilikatów z cementem, mikroproszkiem tlenku glinu, środkami dyspergującymi oraz żelowymi dodatkami wiążącymi, zamiast stosować jeden model do wszystkich receptur.

V. Dobór typu i weryfikacja

W przypadku mikrosilikatów stosowanych w materiałach ogniotrwałych typu Al-SiC-C nie należy porównywać wyłącznie czystości, ale należy również zwrócić szczególną uwagę na:

  • ilość dodawanego wody i początkową płynność;
  • czas utrzymania płynności;
  • właściwości wiązania i wyjmowania z formy;
  • gęstość objętościową po wysuszeniu oraz porowatość widoczną;
  • wytrzymałość w temperaturze pokojowej i w stanie nagrzanym;
  • zmiany wymiarów po wypalaniu oraz odporność na szok termiczny;
  • Odporność na utlenianie;
  • głębokość korozji żużlowej, powierzchnia penetracji oraz struktura po korozji.

W przypadku zwykłych układów o niskiej zawartości cementu zazwyczaj większy nacisk kładzie się na dyspersję, stabilność podczas stosowania oraz równowagę kosztową; w układach o bardzo niskiej zawartości cementu większą uwagę poświęca się niskiej zawartości zanieczyszczeń, niewielkiemu zapotrzebowaniu na wodę oraz wysokiej gęstości; natomiast w układach bezcementowych należy skupić się na weryfikacji aktywności mikrosilikatów, zachowania żelowego oraz ich kompatybilności ze specjalnymi dodatkami.

Ostateczny typ produktu należy ustalić na podstawie laboratoryjnych badań receptur oraz przemysłowych testów w warunkach rzeczywistych.

VI. Wartość inżynieryjna

Odpowiedni mikrosilikat może pomóc przedsiębiorstwom produkującym materiały ogniotrwałe w:

  • ograniczyć konieczność ciągłego dostosowywania receptur spowodowaną wahaniami jakości surowców;
  • poprawić spójność płynności i wiązania między różnymi partiami mas odlewniczych;
  • zmniejszyć zapotrzebowanie na wodę podczas montażu przy zachowaniu odpowiedniego stopnia dyspersji;
  • poprawić gęstość matrycy oraz stabilność struktury w wysokich temperaturach;
  • zapewnić podstawę materiałową dla poprawy odporności na erozję, przenikanie i ścieranie;
  • zmniejszenie ryzyka projektowego wynikającego z utraty kontroli nad właściwościami roboczymi.

MSILI oferuje nie tylko pojedynczy produkt w postaci mikrosilikatu, ale także rozwiązania w zakresie surowców dostosowane do miejsca zastosowania, systemu wiązania, sprzętu montażowego oraz docelowych właściwości zapraw odlewowych typu Al-SiC-C.

Wyślij wiadomość e-mail