ФАЗОВЫЙ СОСТАВ ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТЫХ ИЗДЕЛИЙ Текст научной статьи по специальности «Физика»

ЭНЕРГЕТИКА И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА Сборник материалов I всероссийской научно-практической конференции. 2014. С. 37.

3. Мисбахов Р.Ш., Москаленко Н.И., Ермаков А.М., Гуреев В.М. Интенсификация теплообмена в теплообменном аппарате с помощью луночных интенсификаторов. // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2014. № 9-10. С. 31-37.

4. Гуреев В.М., Ермаков А.М., Мисбахов Р.Ш., Москаленко Н.И. Численное моделирование кожухотрубного теплообменного аппарата с кольцевыми и полукольцевыми выемками. // Промышленная энергетика. 2014. № 11. С. 1316.

5. Сафин А.Р., Мисбахов Р.Ш., Гуреев В.М. Обоснование рациональной схемы управления тяговым электроприводом трамвая на основе разработки имитационной модели. // Электроника и электрооборудование транспорта. 2014. № 3. С. 19-22.

6. Гуреев В.М., Мисбахов Р.Ш., Ермаков А.М., Москаленко Н.И. Повышение эффективности кожухотрубных теплообменных аппаратов с применением луночных и полукольцевых выемок. // Энергетика Татарстана. 2014. № 3-4 (35-36). С. 61-64.

7. Гуреев В.М., Мисбахов Р.Ш., Гумеров И.Ф. Улучшение экологических и экономических характеристик газопоршневого двигателя камаз 820.20.200 в составе электросиловой установки ап100с-т400-1р. //Энергетика Татарстана. 2009. № 2. С. 26-30.

УДК 621.432.3

Ахметова В.Н., к. э. н.

доцент кафедра ЭОП

Казанский государственный энергетический университет

Россия, г. Казань

Ahmetova V.N., c.e.s, associate professor Kazan State Power Engineering University

Russia, Kazan

ФАЗОВЫЙ СОСТАВ ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТЫХ ИЗДЕЛИЙ

Аннотация: В статье будет рассмотрено излучательная способность высокоглиноземистых и корундовых огнеупоров содержащие более 45 % А12О3.

Ключевые слова: Излучительная способность, огнеупоры, муллит, корунд, глинозема

PHASE COMPOSITION OF HIGH-CLAY PRODUCTS

Annotation: The article will be considered by the emissivity and high-alumina corundum refractories co-holding of more than 45% A12O3.

Keywords: Izluchitelnaya ability, refractories, mullite, corundum, alumina

Высокоглиноземистыми называют огнеупорные изделия, содержащие более 45 % А12О3.

В зависимости от содержания глинозема они подразделяются на: муллитокремнеземистые (силлиманитовые), содержащие 45—62 % А12О3; муллитовые (62—72 % А12О3); муллитокорундовые (72—90 % А12О3) и корундовые (>90 % А12О3).

Огнеупорной основой высокоглиноземистых огнеупоров являются муллит и корунд

Фазовый состав высокоглиноземистых изделий

Огнеупор Основные кристаллические фазы, % Массовая доля стеклофазы, %

муллит корунд

Домуллитовые (или муллитокремнеземистые)... 60 - 85 < 15 35 - 12*

Муллитокорундовые (или корундомуллитовые)... < 90 12 - 6

Корундовые... 3 - 5 < 95 6 - 0

• Снижается с увеличением содержания глинозема

По мере увеличения содержания А12О3 в огнеупорах, содержащих более 45 % А12О3, как правило, улучшаются все механические свойства. Одновременно повышается предельная температура службы.

Огнеупорность высокоглиноземистых огнеупоров зависит от содержания в них глинозема и на 50-80 °С ниже соответствующих температур ликвидус по диаграмме состояния системы А12О3-БЮ2 (рис.6.1). Домуллитовые изделия (45-60 % А12О3) имеют огнеупорность 1750-1820 °С, муллито-корундовые (при 70-95 % А12О3) 1780-1850 °С и корундовые 1900-2000 °С.

Повышение содержания глинозема в высокоглиноземистых изделиях способствует росту их химической устойчивости по отношению к разнообразным агрессивным агентам. Но по отношению к основным шлакам не только высокоглиноземистые, но и корундовые огнеупоры менее устойчивы по сравнению с периклазовыми.

Корундовые огнеупоры являются как бы вершиной прочности в системе А12О3-БЮ2. Большую термостойкость имеют специальные плотные и термостойкие корундовые изделия (крупнокристаллические корундовые зерна) на муллитокорундовой связке.

Анализ данных по интегральной излучательной способности высокоглиноземистых и корундовых огнеупоров показывает, что как и в случае шамотных огнеупоров, происходит сильное уменьшение излучательной способности с ростом температуры. Из данных видно, что в твердом растворе муллита в корунде с увеличением доли корунда излучательная способность высокоглиноземистых и корундовых огнеупоров понижается.

Сравнивая данные по излучательной способности муллита МЛС-62 с данными для оксидов кремния и алюминия, можно отметить, что излучательная способность МЛС-62 выше каждого из оксидов.

Для определения содержания муллита в высокоглиноземистых и корундовых огнеупорах, как известно, пользуются правилом фаз (правилом рычага). Например, для корунда МКЦП-82 (содержание Al2O3=82 %) доля муллита составляет 73 %, а остальные 27 % составляет корунд. Поэтому обосновывать значение излучательной способности высокоглиноземистых огнеупоров, представляющих собой твердые растворы, необходимо по правилу фаз.

Для теоретического определения излучательной способности шамотных, полукислых и каолиновых огнеупоров необходимо знать содержание в них Al2O3 и SiO2 (в % по массе) и излучательную способность муллита, Al2O3 и SiO2 в зависимости от температуры. Затем согласно правилу фаз по диаграмме Al2O3 - SiO2 определяется содержание муллита (3Al2O3•2SiO2) и второй фазы: кристобалита SiO2 или корунда Al2O3.

Выражение для интегральной излучательной способности шамотных, полукислых и каолиновых огнеупоров системы Al2O3 - SiO2 может быть записано в виде:

для домуллитовых огнеупоров (Al2O3 < 72 %): е мул+ кр = m муле мул + m крекр, (1)

для муллитокорундовых огнеупоров (Al2O3 > 72 %): е мул+ кор = m муле мул + m корекор, (2)

где емул, екр, екор - соответственно интегральные излучательные способности муллита, кристобалита и корунда; m мул, m кр, m кор -массовые доли муллита кристобалита и корунда в составе огнеупора.

В области температур Т = 600.. .2000 К экспериментальные значения интегральной излучательной способности можно аппроксимировать уравнениями: для муллита МКС-72 емул= 26,186Т-0,555 (достоверность аппроксимации R2=0,9738), для корунда КЛ-1,3 екор = 5,6674Т-0,3664 (достоверность аппроксимации R2=0,9827) (рис. 1).

0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

в = 26,186Г

0,555

R2 = 0,9738

= 5,6674^,^ R2 = 0,9827 64

в

Т, К

ОМКС-72 □ Корунд КЛ-1,3

500

1000

1500

2000

0

Рис.1 Аппроксимация данных по излучательной способности муллита МКС-72 и корунда КЛ-1,3

На рис. 2 представлены экспериментальные и расчетные, по формуле (2) (с использованием аппроксимирующих уравнений), данные по излучательной способности в для муллитокорунда МКЦП-82 (содержание Al2O3=82 %).

0,8 0,6

0,4 0,2 0

-Д п ,

^—5—^ 1

Т, К

500

1000

1500

2000

2500

Эксперимент МКЦП-82

Расчет по формуле 2

0

Рис.2 Интегральная излучательная способность муллитокорунда

МКЦП-82

Содержание муллита в МКЦП-82, согласно диаграмме системы Al2O3 - SiO2 , составляет 64 % по массе, корунда - 36 %.

Смещение максимума излучения в сторону коротких длин волн 2...4 мкм, в которой спектральная излучательная способность корундовых огнеупоров невысока, является основной причиной снижения интегральной излучательной способности огнеупоров с ростом температуры. Повышение спектральной излучательной способности корундовых огнеупоров в области длин волн 2.4 мкм с ростом температуры от 700 до 1400 К составляет в среднем 50 %, в то время, как излучательная способность при переходе из длинноволновой области спектра 6.10 мкм в коротковолновую 2.4 мкм падает в 3 раза.

Использованные источники:

1. Мисбахов Р.Ш., Мизонов В.Е. Ячеечная модель фазового перехода в сферической капле при охлаждении. // Известия высших учебных заведений.

Серия: Химия и химическая технология. 2015. Т. 58. № 8. С. 71-74.

2. Лаптев А.Г., Мисбахов Р.Ш., Лаптева Е.А. Численное моделирование массопереноса в жидкой фазе барботажного слоя термического деаэратора. // Теплоэнергетика. 2015. № 12. С. 76.

3. Шуина Е.А., Мизонов В.Е., Мисбахов Р.Ш. Влияние поперечной неоднородности потока газа на кривую разделения гравитационного классификатора. // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2015. № 5. С. 60-63.

4. Литвиненко Р.С., Павлов П.П., Гуреев В.М., Мисбахов Р.Ш. Выбор альтернативного варианта разрабатываемого транспортного средства с использованием метода анализа иерархий. // Транспорт: наука, техника, управление. 2015. № 2. С. 21-25.

УДК 621.432.3

Ахметова В.Н., к. э. н.

доцент кафедра ЭОП

Казанский государственный энергетический университет

Россия, г. Казань

Ahmetova V.N., c.e.s, associate professor Kazan State Power Engineering University

Russia, Kazan

ПЕРИКЛАЗОВЫЕ ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация: В статье рассматривается периклазовые огнеупорные материалы.

Ключевые слова: минералогический состав, монтичеллит, форстерит, магнезиоферрит, огнеупоры, периклаз

Bagaytdinov I.Z., engineer laboratory "FHPE" Kazan State Power Engineering University

Russia, Kazan PERIKLAZOVYE REFRACTORY MATERIALS

Abstract: Periclase refractory materials are considered in the article.

Keywords: mineralogical composition, monticellite, forsterite, magnesioferrite, refractories, periclase

Периклазовыми (магнезитовыми) называют огнеупоры, содержащие не менее 85 % оксида магния.

Огнеупорной основой периклазовых материалов служит периклаз MgO. Главные примеси (CaO, SiO2, Fe2O3), содержащиеся в сырье, связаны в монтичеллит, форстерит и магнезиоферрит, из которых первые два образуют твердый раствор и являются по отношению к периклазу связующим минералом.

Последний распылен во всей массе кристаллов периклаза, образует с