シリコン-アルミニウム耐火キャスタブルのうち、Al2O3 含有量が 90% を超える耐火キャスタブルは、コランダム耐火キャスタブルに属します。
コランダムキャスタブルの設計原理
その原材料の組み合わせは、次のような多くの形で提供されます。
(1) ホワイトコランダムを骨材・粉体として使用
（２）骨材として板状アルミナと緻密（焼結）アルミナを使用し、粉体として緻密（焼結）アルミナを使用する。
(3)亜白色コランダム/褐色コランダムを骨材とし、緻密(焼結)アルミナを粉末とする。
(4) 骨材としてホワイトコランダム、スーパーボーキサイトクリンカー、粉体としてホワイトコランダムを使用する。
マトリックス特性を改善するために、通常、白色コランダム粉末または板状アルミナ粉末がその粉末組成として使用されます。 目標性能の要件に従って、粒子分布係数 (q 値) は、式の一致する粒子比率として合理的に選択されます。 システム内の活性フィラーと組み合わせて、SiO2 粉末 (しばしばシリカ フュームと呼ばれ、uf-SiO2 と略される) または活性 -Al2O3 粉末 (uf-Al2O3 と略される) が一般的に使用されます。 用途の要件に応じて、一般にセメントを含む (LCC および ULCC) またはセメントを含まない (NCC) を配合できます。 前者は結合剤としてセメントまたはセメントと活性超微粉を使用し、後者は結合剤として活性超微粉を使用します。 同時に高性能界面活性剤（高性能分散剤・減水剤）を配合し、結合剤と活性フィラーを分散させ、水の使用量を削減します。
一般的に言えば、粉末と活性フィラー (超微粉) の合計量 (質量分率) は 30% から 34% です。 材料が異なれば、活性フィラーの量も異なりますが、最適な活性フィラーの量は 4 ～ 10% です。 また、スラリーの流動性と施工性を向上させるために、高性能界面活性剤（高性能分散剤、減水剤）を添加して結合剤と活性フィラーを分散させる必要があります。
コランダム耐火キャスタブルでは、バインダー、活性フィラー、および添加剤の量は非常に少ないですが、これらはすべて非常に重要な 3 つの補完的な構成要素であり、不可欠です。 各成分の選択は、レオロジー特性を制御する上で重要な要素となっています。 これは、添加剤（高効率分散剤と減水剤）の最適化によって達成できます。 例えば、複数の添加剤（複合添加剤）を添加することができ、それぞれがコランダム耐火キャスタブルのレオロジー特性を変える異なる機能を持っています。
その乾燥工程
乾燥工程での温度上昇は非常に重要な工程であり、慎重な操作が必要です。 乾燥の初期段階では、主にf-H2Oが細孔から排出されます。 温度が上昇し続けると、水和物は一連の脱水プロセスを受け、結合相の微細構造が変化します。 低セメント コランダム耐火キャスタブルを例として、脱水プロセスと、加熱および乾燥プロセス全体における結合相の微細構造の変化を説明します。安定した AH3 および C3AH6 相であり、f-H2O を排出します。 ②100~300度/350度の間で、AH3相とC3AH6相が徐々に非晶質の無水生成物に分解し、同時にf-H₂O(g)を排出します。 ③800以上～ 温度が900度以上になると、セメント水和生成物の分解生成物がマトリックスの特定の鉱物相と反応し続け、最終的にセラミック結合相を形成します。 プロセス全体で、理想的な耐火キャスタブルボディを得るために、材料の強度は継続的に増加しています。
セメント含有コランダム耐火キャスタブル
Al₂O₃-CA₆耐火物の主な製品は、セメント結合コランダム耐火キャスタブルと低セメント結合コランダム耐火キャスタブルです。 これらの 2 つのタイプは、周囲温度で水和によって固化するアルミン酸カルシウム セメントに基づく一般的な結合システムです。 . CAC は実際には、高含有量の Al₂O₃ を含むアルミン酸塩 (CA、CA₂ など) で構成されています。
標準的なCAC、つまり化学量論組成がCA₂を満たす場合、対応する反応は次のとおりです。
CAプラスAl₂O₃→CA₂
ＣＡＣを含有するコランダム耐火キャスタブル（ＣＣ／ＬＣＣ）は、高温処理または高温使用により、－Ａｌ２Ｏ３およびＣＡ６に変換される。 1500度で、CACに含まれるすべてのCaO成分がCA6に変換されます。
実験により、マトリックスにシリカ微粉末を添加した Al₂O₃-CA₆ 耐火キャスタブルは、温度が 1345 度に達すると液相を生成し始め、その安定相はムライト-アノーサイト-クリストバライトであることがわかります。 1350℃以上で長時間使用する場合は、安定相の状況を考慮する必要があります。 ここで、マトリックスにマイクロシリカ粉末を添加した Al2O3-CA6 耐火キャスタブルは、より低い温度で液相を生成するという利点があり、材料の生成にコーティング効果を持たせ、浸透を効果的に減らすことができることに注意してください。媒体の。 高アルミニウム製品の弾塑性特性を改善します。
CA6 と焼結 Al2O3 または板状 Al2O3 の組み合わせは、溶融コランダムとの結合よりも優れており、焼結 Al2O3 集合体の表面は溶融コランダムの表面よりも活性が高いことを示しています。 同時に、焼結 Al2O3 または板状 Al2O3 を主原料とする耐火キャスタブルは、溶融コランダムを主原料とする耐火キャスタブルに比べて、室温機械的強度、高温曲げ強度、耐熱衝撃性が高いことも実験結果から示されています。主原料。
