Mae'r rhedwr twll tap yn sianel hanfodol ar gyfer sianelu haearn tawdd tymheredd uchel. Yn ystod y cyfnod gweithredu, mae'n destun nid yn unig sgwrio difrifol, erydiad, a ymdreiddiad gan - haearn tawdd a slag sy'n llifo tymheredd uchel ond hefyd sioc thermol ddwys o ganlyniad i natur ysbeidiol y broses dapio. Mae gweithrediadau mwyndoddi ffwrnais chwyth dwys wedi arwain at dymheredd tapio uwch, cyfraddau llif uwch o haearn tawdd, mwy o haearn tap a slag, a chyfnodau tapio hirfaith; o ganlyniad, mae'r amodau gwasanaeth ar gyfer y deunyddiau anhydrin a ddefnyddir mewn rhedwyr tyllau tap wedi dod yn fwyfwy anodd. Fel math o ddeunydd gwrthsafol monolithig a ddyluniwyd yn benodol ar gyfer rhedwyr twll tap ffwrnais chwyth, twll tapcastables anhydrincyfrif am dros 70% o'r holl ddeunyddiau anhydrin a ddefnyddir yn ardal aelwyd y ffwrnais chwyth. Ymhellach, mae'r rhwymwr a ddefnyddir yn y castables hyn yn pennu'n uniongyrchol y cynnyrch tapio, y defnydd penodol o ddeunyddiau anhydrin fesul tunnell o haearn a gynhyrchir, a diogelwch cyffredinol gweithrediadau ochr yr aelwyd; felly, mae dewis ac optimeiddio rhwymwyr wedi dod i'r amlwg fel prif ffocws wrth ymchwilio a datblygu tapiau tap-dyllau perfformiad uchel.
1.1 Calsiwm Pur Aluminate Sment
PurSment Aluminate Calsiwm(CAC) yn rhwymwr hydrolig sy'n cael ei gynhyrchu gan sintro tymheredd uchel neu electro ffwrnais drydanol -doddi calsiwm ocsid purdeb uchel ac alwmina diwydiannol. Mae ei gyfansoddiad cemegol yn cynnwys Al₂O₃ a CaO yn bennaf, gyda ffracsiwn màs Al₂O₃ fel arfer yn amrywio rhwng 70% a 80%. Y prif gamau crisialog sy'n gyfrifol am briodweddau hydrolig CAC yw aluminate monocalsiwm (CA) a deucalsiwm aluminate (CA₂)-er bod y cyfnod dodecacalcium hepta-aluminate (C₁₂A₇) hefyd yn bresennol mewn amrywiolion uwch-uchel. Mae'r cyfansoddiad hwn yn galluogi CAC nid yn unig i roi priodweddau mecanyddol rhagorol i ddeunyddiau gwrthsafol monolithig ond hefyd i roi perfformiad tymheredd uchel uwch iddynt; o ganlyniad, mae'n rhwymwr a ddefnyddir yn eang ar hyn o bryd mewn anhydrin monolithig megis tap twll tap. Mae castables sydd wedi'u bondio â CAC yn gofyn am broses halltu briodol i sicrhau bod y cynhyrchion hydradu'n cael eu gosod a'u caledu'n llwyr. Yn nodedig, mae'r cynhyrchion hydradu penodol a ffurfiwyd gan CAC yn amrywio yn dibynnu ar y tymheredd halltu a ddefnyddir. Pan fydd y halltu yn cael ei wneud ar dymheredd o dan 20 gradd, mae'r cynnyrch hydradu sy'n deillio o hyn yn cynnwys nodwydd, fel monocalsiwm aluminate decahydrate (CAH10). Rhwng 21 gradd a 35 gradd , mae'r cynhyrchion hydradiad cynradd yn acicular-i-lamellar dicalcium aluminate octahydrate (C2AH8); uwch na 36 gradd, y cynnyrch amlycaf yw tricalsiwm aluminate hexahydrate (C3AH6). Mae'r nodwyddau hyn fel, acicular-i-gynhyrchion hydradu lamellar, a gronynnog yn gorgyffwrdd ac yn cydblethu i ffurfio strwythur rhwydwaith, gan roi cryfder gwyrdd uchel i'r corff cast yn dilyn y broses halltu. Wrth ddewis sment aluminate calsiwm pur, mae hefyd yn hanfodol deall nodweddion hydradiad ei wahanol gyfnodau cyfansoddol. Mae cyfnodau gwahanol yn dangos rhagbrofion hydradu tra gwahanol a chyfraddau gosod a chaledu. Yn gyffredinol, po isaf yw gwres hydradiad cyfnod mwynau aluminate calsiwm penodol, y cyflymaf yw cyfradd gosod a chaledu ei gynhyrchion hydradu.
1.2 Alwmina Hydratable
Refractory materials for blast furnace tapholes typically utilize Al2O3-SiC-C based castables. Since the primary aluminum-bearing raw materials employed are various forms of corundum and high-grade bauxite, hydratable alumina (HA) serves as an effective binder for these refractory castables. HA is an amorphous, transitional alumina phase-specifically ρ-Al2O3-characterized by a high specific surface area (>150 m²/g). Chemically reactive, it undergoes a hydration-induced gelation reaction upon contact with water or water vapor, generating gels of pseudo-boehmite (AlOOH·nH2O, where n = 0.08–0.62) and boehmite (γ-AlOOH). This gelation process is accompanied by significant volume expansion, which helps reduce the porosity within the cast body's structure; ultimately, these gels transform into crystalline bayerite (Al(OH)3). The gelation process typically results in setting and hardening within a timeframe of less than one hour (at temperatures >25 gradd), a thrwy hynny bondio'r gronynnau cyfansoddol gyda'i gilydd a chynhyrchu cryfder gwyrdd. O ganlyniad, yn debyg iawn i sment aluminate calsiwm (CAC), mae HA yn cael ei ddosbarthu fel rhwymwr hydrolig. Dylid nodi bod ffurfio bayerite crisialog yn dibynnu'n gryf ar faint gronynnau, tymheredd hydradu, amser adwaith, a gwerth pH.
1.3 Rhwymwyr Sol Silica
Mae presenoldeb CaO mewn sment sment castables yn arwain at broblem lle mae cyfaint y cyfnod hylif yn cynyddu ar dymheredd uchel; o ganlyniad, mae llawer o ymchwilwyr ym maes deunyddiau anhydrin wedi ystyried defnyddio amrywiol rwymwyr rhydd o CaO. Yn ogystal ag alwmina hydradol (HA), mae rhwymwyr rhydd CaO eraill sy'n denu sylw cynyddol yn cynnwys gwahanol fathau o rwymwyr neu solau colloidal-fel SiO2 sol, Al2O3 sol, asgwrn cefn colloidal, a mullite colloidal. Ar hyn o bryd, y rhwymwr rhydd o galsiwm sy'n cael ei gymhwyso'n fwyaf eang ac aeddfed yn dechnolegol yw sol silica. Yn wahanol i rwymwyr eraill, mae sefydlogrwydd cynhenid y sol ei hun yn rhagofyniad sylfaenol ar gyfer ei allu rhwymo. Mae arwynebau'r gronynnau colloidal solet o fewn sol silica yn cael gwefr drydanol trwy ddaduniad grwpiau swyddogaethol arwyneb neu arsugniad detholus o ïonau penodol o'r hydoddiant amgylchynol. Er mwyn cynnal niwtraliaeth gwefr, rhaid i'r hydoddiant sy'n union gerllaw'r gronynnau gwefredig hyn gynnwys yr un faint o ïonau rhifydd sy'n dwyn gwefr gyferbyniol â gwefr yr arwyneb solet. Mae'r rhyngwyneb rhwng wyneb y gronyn wedi'i wefru a'r hydoddiant cyfagos yn "haen ddwbl drydanol": mae un gydran yn haen sefydlog sydd wedi'i lleoli mewn cysylltiad uniongyrchol â'r arwyneb gronynnau solet-a elwir yn "haen gryno" neu "haen Stern"-tra bod y rhan sy'n weddill (sy'n ymestyn o'r plân llithro tuag allan i'r pwynt yn y toddiant swmp lle mae'r crynodiadau o'r term haenen negyddol yn dod yn bositif."
Although refractory castables bonded with silica sol exhibit significantly enhanced mechanical strength following high-temperature sintering (>1000 gradd ) o'i gymharu â'r rhai sydd wedi'u bondio â smentiau hydrolig (fel CAC a HA), mae cryfder gwyrdd y cyrff castable heb eu sino (neu wres tymheredd isel- wedi'u trin) yn sylweddol is.
1.4 Rhwymwyr Sol Alwmina
Mewn cyferbyniad â sol silica, bu llai o astudiaethau ar alwmina sol a'i ymddygiadau ceulo a chaledu cysylltiedig. Ymhellach, mae mwyafrif y canfyddiadau ymchwil cyhoeddedig yn ymwneud yn unig ag ataliadau alwmina is--micron yn hytrach nag i sols alwmina nanoraddfa. Mae hyn yn awgrymu efallai na fydd y canlyniadau presennol yn uniongyrchol berthnasol i sols ar y nanoraddfa. Mae tâl arwyneb gronynnau o fewn ataliad alwmina yn cael ei bennu gan y gwerth pH, y cynnwys solet, a'r electrolytau penodol a ddefnyddir i sefydlogi'r ataliad. Mewn ataliadau alwmina pur, wrth i grynodiad alwmina gynyddu, mae'r tâl arwyneb yn symud o bositif i negyddol. Gyda chynnydd pellach mewn crynodiad atal, mae maint y tâl negyddol net hefyd yn cynyddu. Mecanwaith "sefydlogi-flocculation" ataliadau alwmina o dan amodau tymheredd amgylchynol.
