Lösung
Hochtemperaturprüfung beschleunigt die Feuerfestentwicklung
Einsatz des GrindoSonic MK7 für Hochtemperaturprüfungen zur Optimierung der Grünzustands- und Hochtemperatureigenschaften fortschrittlicher feuerfester Gießmassen.
Die Herausforderung
Die Entwicklung feuerfester Gießmassen steht vor einem grundlegenden Dilemma: Die Bindung mit Calciumaluminatzement (CAC) verursacht Probleme bei hohen Temperaturen aufgrund des CaO-Gehalts und erfordert sorgfältiges Trocknen. Alternativen mit kolloidaler Kieselsäure (CS) vermeiden diese Probleme, erzeugen aber strukturelle Instabilitäten bei erhöhten Temperaturen, wo sich viskose Phasen bilden. Alternative Sole wie Spinell und Mullit bieten bessere Hochtemperaturleistung, leiden aber unter verlängerten Abbindezeiten und niedriger Grünfestigkeit, da ihr anfänglicher Feststoffgehalt (5-10 Gew.-%) viel niedriger ist als bei kommerzieller CS (30 Gew.-%).
Die Lösung
Diese Forschung entwickelte Spinell-Suspensionen mit 30-50 Gew.-% Feststoffgehalt, um die Grünfestigkeitsbeschränkungen zu überwinden und gleichzeitig die Hochtemperaturvorteile zu erhalten. Das Team analysierte, wie der Feststoffgehalt das Abbindeverhalten, die mechanischen Grünzustandseigenschaften und die thermomechanische Leistung einschließlich Elastizitätsmodul und Heißbiegefestigkeit (HMOR) beeinflusst.
Der GrindoSonic MK7 gekoppelt mit einem Hochtemperaturofen ermöglichte die In-situ-Messung des Elastizitätsmoduls während thermischer Zyklen bis 1500°C. Dies lieferte direktes Feedback darüber, wie Formulierungsänderungen die Eigenschaftsentwicklung über den gesamten Temperaturbereich beeinflussten und beschleunigte Entwicklungszyklen, die sonst umfangreiche zerstörende Prüfungen erfordert hätten.
Ergebnisse
Ein höherer Feststoffgehalt verbesserte die mechanischen Grünzustandseigenschaften der spinellgebundenen Gießmassen, wenn auch mit längeren Entformungszeiten als bei CS-gebundenen Versionen. Entscheidend ist, dass sich die thermomechanischen Eigenschaften während der anfänglichen Erwärmung signifikant verbesserten und CS-gebundene Gießmassen besonders oberhalb von 1000°C übertrafen, wo kolloidale Kieselsäure-Systeme beginnen, problematische viskose Phasen zu bilden. Die Forschung zeigt einen praktischen Weg zu Gießmassen mit sowohl guter Handhabbarkeit als auch überlegener Heißleistung.
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