Castable tahan apisering mengalami penurunan kekuatan yang signifikan pada suhu menengah (biasanya 800 derajat -1000 derajat atau lebih tinggi). Hal ini terutama disebabkan oleh dehidrasi, rekristalisasi, dan penyusutan fisik hidrat dalam pengikat, yang menyebabkan struktur berpori. Untuk meningkatkan kekuatan suhu menengah dari bahan tahan api yang dapat dicor, kita dapat fokus pada beberapa dimensi inti: proporsi bahan mentah, optimalisasi sistem pengikat, penggunaan aditif, dan teknik konstruksi. Berikut ini adalah strategi perbaikan spesifik:
I. Optimalisasi Bahan Baku dan Kompensasi Reaksi Kimia
Ini adalah metode yang paling langsung dan efektif. Intinya adalah memanfaatkan ekspansi volume yang dihasilkan oleh reaksi kimia untuk mengimbangi penyusutan selama sintering.
1. Menambahkan Serbuk Halus Al₂O₃: Menambahkan bubuk halus Al₂O₃ (alpha alumina) dalam jumlah yang sesuai ke dalam bahan tahan api aluminat sangatlah penting. Pada suhu menengah, ia mengalami efek ekspansi reaksi kimia, mengkompensasi penurunan kekuatan yang disebabkan oleh penyusutan volume. Terutama jika bahan pengikatnya adalah semen alumina CA-70 tinggi-, menambahkan bubuk halus ini bahkan dapat meningkatkan kekuatan suhu menengah alih-alih menurunkannya.
2. Pengenalan bahan pengisi aktif: Semen aluminat murni dikombinasikan dengan silika fume. Pada suhu 800-1200 derajat, asap silika bereaksi dengan kalsium oksida membentuk fase penguat anortit, yang secara efektif dapat meningkatkan kekuatan suhu menengah sekitar 20%.
II. Penambahan agen sintering dan agen perluasan
Dengan memasukkan bahan mentah mineral tertentu, perilaku sintering atau stabilitas volume bahan pada suhu menengah dapat diubah.
1. Penambahan tanah liat lunak (zat sintering): Menambahkan 3%-6% tanah liat lunak dapat mendorong sintering bahan pengecoran pada suhu yang lebih rendah, mengubah struktur mikro dan dengan demikian meningkatkan kekuatan suhu-menengah, bahkan melebihi kekuatan yang dikeringkan dalam oven.
2. Memanfaatkan andalusit (penguatan suhu tinggi): Meskipun andalusit terutama berfungsi pada suhu tinggi (di atas 1300 derajat), jika formulasi dirancang dengan benar (ditambahkan dalam bentuk bubuk halus), mullit dan kelebihan SiO₂ yang dihasilkan selama dekomposisi pada suhu tinggi dapat membentuk mulitisasi sekunder, yang sangat membantu dalam mempertahankan kekuatan setelah melewati kisaran suhu menengah.
3. Menggunakan boron karbida: Boron karbida melunak pada suhu tinggi dan melekat pada permukaan partikel, berkontribusi terhadap pemadatan. Lapisan oksida B₂O₃ yang terbentuk pada permukaannya memberikan ketahanan terhadap oksidasi, sedangkan kristal kolumnar yang dihasilkan mengurangi porositas dan meningkatkan kekuatan suhu menengah.
AKU AKU AKU. Memperbaiki sistem ikatan:
Pengikatnya adalah "kerangka" dari bahan tahan api. Memilih bahan pengikat yang sesuai dapat secara mendasar mengubah kelemahan kekuatan suhu menengah.
1. Menggunakan semen-berperforma tinggi: Semen kalsium aluminat murni (CA-70 atau kualitas lebih tinggi) harus digunakan bila memungkinkan. Dibandingkan dengan semen CA-50 biasa, semen ini memiliki tingkat retensi kekuatan yang lebih baik pada tahap suhu menengah.
2. Pengikat Komposit: Semen dikombinasikan dengan pengikat kimia (seperti fosfat), atau digunakan pengikat kohesif (seperti sol silika dan sol alumina). Metode pengikatan ini membentuk struktur jaringan yang stabil pada suhu menengah, tidak seperti pengikat hidrasi murni yang rentan rusak akibat dehidrasi.
IV. Optimasi Struktur Mikro dan Ukuran Partikel:
Metode fisik digunakan untuk membuat struktur internal material lebih kompak dan mengurangi cacat.
1. Distribusi Ukuran Partikel yang Wajar: Optimalkan distribusi partikel agregat (seperti korundum dan mullite), mengikuti prinsip pengepakan terdekat untuk mengurangi porositas internal.
2. Pengenalan Teknologi Bubuk Mikro: Tambahkan bubuk mikro alumina aktif atau bubuk mikro silika dalam jumlah yang sesuai, memanfaatkan efek pengisian bubuk mikro untuk mengurangi porositas yang tampak, meningkatkan kepadatan material, dan dengan demikian meningkatkan kekuatan.
V. Konstruksi dan Pengendalian Perawatan:
Bahkan dengan formulasi material castable tahan api terbaik, konstruksi yang tidak tepat akan mengurangi kekuatan secara signifikan.
1. Kontrol Ketat terhadap Penambahan Air: Penambahan air yang berlebihan akan meningkatkan porositas dan mengurangi kepadatan secara signifikan. Jumlah penambahan air harus benar-benar diikuti sesuai dengan jumlah yang direkomendasikan pabrik selama pencampuran.
2. Standarisasi proses pemanggangan: Saat pemanasan pada tahap suhu sedang (terutama 900 derajat -1200 derajat), waktu penahanan yang cukup harus dipastikan agar hidrat dapat mengalami dehidrasi dan rekristalisasi sepenuhnya, menghindari retak atau struktur lepas akibat pemanasan berlebihan.
