I calcinabili in fibra di acciaio sono materiali refrattari compositi che incorporano clinker di bauxite di alta qualità come aggregato, clinker di bauxite di alta qualità e polvere fine di corindone come matrice e vari materiali compositi, comprese polveri ultrafini, come leganti e additivi. Nella formulazione sono incluse anche fibre resistenti al calore di acciaio inossidabile (che tipicamente costituiscono dallo 0,6% al 2,5% in peso).
Questi calcinabili introducono rinforzi in fibra di acciaio nei materiali refrattari. Attraverso l'effetto sinergico tra le fibre di acciaio e la matrice refrattaria, le proprietà generali del materiale vengono notevolmente migliorate, soprattutto in termini di resistenza agli urti, resistenza agli shock termici e tenacità.
Componenti principali
Matrice refrattaria: Composto da aggregati refrattari (come corindone, mullite, bauxite ad alto contenuto di allumina, carburo di silicio, ecc.) e polveri fini, fornisce proprietà refrattarie di base come resistenza alle alte temperature e resistenza all'erosione.
Leganti:Include cemento alluminato, fosfati, silicato di sodio, ecc., garantendo plasticità durante la costruzione e resistenza strutturale dopo l'indurimento.
Fibre d'acciaio: Tipicamente realizzato in acciaio inossidabile (ad esempio 304, 310S, ecc., resistente all'ossidazione ad alta temperatura) o fibre di lega resistenti al calore, con un diametro di 0,2–0,8 mm e una lunghezza di 15–50 mm. Funzionano attraverso l'"effetto ponte" e il "meccanismo di deflessione delle crepe", inibendo l'inizio e la propagazione delle crepe nella matrice, migliorando così la tenacità del materiale.
caratteristica
| Dimensione della prestazione | Caratteristiche dei calcinabili refrattari in fibra di acciaio |
| Shock termico | Le fibre di acciaio alleviano lo stress termico causato da improvvisi sbalzi di temperatura, riducendo significativamente il rischio di fessurazioni. Sono adatti per forni con frequenti avviamenti e arresti o grandi sbalzi di temperatura. |
| Resistenza agli urti e all'abrasione | Le fibre di acciaio migliorano la tenacità, resistono agli impatti meccanici (come il lavaggio del materiale e l'impatto del flusso di gas) e riducono l'usura, prolungando così la durata. |
| Resistenza alle alte temperature |
La struttura composita formata da fibre di acciaio e matrice refrattaria mantiene la stabilità strutturale alle alte temperature, superando quella dei normali calcinabili refrattari. |
| Anti-cracking | I pori tra le fibre possono rilasciare la pressione del vapore generata dall'evaporazione dell'acqua, riducendo il rischio di scoppio durante la costruzione e la cottura. |
Specifiche fisiche e chimiche
| Grado/Specifiche |
NDL-60G |
NDL-70G |
NDL-75G |
NDG-80G |
NDG-90G |
|
|
Al2O3 % Maggiore o uguale a |
60 |
70 |
75 |
80 |
90 |
|
|
Densità apparente (g/cm3) Maggiore o uguale a |
110 gradi x 24 ore |
2.30~2.40 |
2.40-2.50 |
2.50~2.60 |
2.60~2.80 |
2.90~3.10 |
|
Variazione lineare (%) |
1100 gradi x 3 ore |
±0.5 |
±0.5 |
±0.3 |
±0.3 |
±0.3 |
|
Forza schiacciante (Mpa) Maggiore o uguale a |
110 gradi x 24 ore |
35 |
45 |
50 |
55 |
70 |
|
1100 gradi x 3 ore |
50 |
60 |
70 |
80 |
100 |
|
|
HMOP Modulo caldo di rottura (Mpa) Maggiore o uguale a |
110 gradi x 24 ore |
6 |
7 |
8 |
9 |
>11 |
|
1100 gradi x 3 ore |
8 |
10 |
11 |
>11 |
>11 |
|
|
Classificazione Temperatura (gradi) |
1350 |
1400 |
1500 |
1500 |
1600 |
|
Applicazionis
Industria metallurgica: Camini di altoforno, tubazioni di stufe ad alto calore, fori di spillatura del convertitore, ecc., per resistere all'abrasione dell'acciaio fuso ad alta temperatura e allo shock termico.
Rivestimenti per mestoli e paniere: Resiste a ricariche frequenti e sbalzi di temperatura improvvisi.
Materiali da costruzione e industria ceramica: Forni di decomposizione dei forni da cemento, condotti dell'aria terziaria, piani superiori di forni a tunnel per ceramica, sezioni ad alta temperatura di forni a rulli, per resistere all'usura dovuta a flussi di gas carichi di polvere e alla corrosione ad alta temperatura e per adattarsi alle variazioni periodiche di temperatura.
Industria chimica ed energetica: Rivestimenti di gassificatori, camere di combustione di inceneritori, porte di caricamento di forni per vetro, canali di flusso, per resistere alle alte temperature, ai gas acidi (ad es. SO₂, HCl) e al dilavamento da parte di particelle solide e per resistere all'erosione dovuta alla fusione del vetro e all'impatto meccanico.
Punti di costruzione
Dispersione delle fibre: Utilizzare un mixer ad azione forzata. Innanzitutto premiscelare gli aggregati refrattari con il legante, quindi aggiungere le fibre di acciaio in lotti. Prolungare il tempo di miscelazione di 2–3 minuti rispetto ai normali calcinabili per garantire una distribuzione uniforme delle fibre ed evitare agglomerazioni.
Processo di vibrazione: Le fibre di acciaio possono aumentare la viscosità del materiale, richiedendo un adeguato miglioramento delle vibrazioni per garantirne la compattezza. Tuttavia, le vibrazioni eccessive dovrebbero essere evitate per impedire l'assestamento delle fibre o l'orientamento unidirezionale.
Stagionatura e cottura: Durante la stagionatura a temperatura normale è opportuno evitare l'irrigazione diretta; invece, idratare con teli di plastica. Seguire una curva di aumento della temperatura a gradini durante la cottura: scaricare lentamente l'acqua nella fase di bassa temperatura (<300°C) to prevent excessive vapor pressure from causing delamination between fibers and the matrix.
Combinando rigidità e flessibilità, i calcinabili refrattari in fibra di acciaio risolvono i difetti dei materiali refrattari tradizionali, come l'elevata fragilità e la scarsa resistenza agli shock termici. Sono diventati materiali chiave per lo sviluppo dei moderni forni industriali verso un'elevata efficienza e una lunga durata. Il nocciolo tecnico risiede nel meccanismo di trasferimento dello stress all’interfaccia fibra-matrice. Le direzioni di sviluppo future includono lo sviluppo di fibre con resistenza alla temperatura più elevata (come fibre ceramiche e fibre composite di cermet) e l'ottimizzazione della tecnologia di distribuzione delle fibre per espandere ulteriormente gli scenari applicativi.
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