CC BY
5
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.
8. Chichirov A.A., Chichirova N.D., Vlasov S.M., Lyapin A.I., Misbakhov R.S., Silov I.Y., Murtazin A.I. Development of methods for the decrease in instability of recycling water of conjugated closed-circuit cooling system of hpp. // Thermal Engineering. 2016. Т. 63. № 10. С. 747-753.
УДК 621.432.3
Багаутдинов И.З. инженер научно-исслед. лаборатории «ФХПЭ» Казанский государственный энергетический университет
Россия, г. Казань
ИЗЛУЧАТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТЫХ И
КОРУНДОВЫХ ОГНЕУПОРОВ
Аннотация: В статье будет рассмотрено излучателъная способность высокоглиноземистых и корундовых огнеупоров содержащие более 45 % А12О3.
Ключевые слова: Излучителъная способность, огнеупоры, муллит, корунд, глинозема
Bagaytdinov I.Z., engineer laboratory "FHPE" Kazan State Power Engineering University
Russia, Kazan EMISSIVITY HIGH-CORUNDUM REFRACTORIES
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 А1203=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 А1203 и БЮ2 (в % по массе) и излучательную способность муллита, А1203 и БЮ2 в зависимости от температуры. Затем согласно правилу фаз по диаграмме А1203 - БЮ2 определяется содержание муллита (3А1203-28102) и второй фазы: кристобалита БЮ2 или корунда А1203.
Выражение для интегральной излучательной способности шамотных, полукислых и каолиновых огнеупоров системы А1203 - БЮ2 может быть записано в виде:
для домуллитовых огнеупоров (А1203 < 72 %): в мул+ кр = m муле мул + m крвкр, (1)
для муллитокорундовых огнеупоров (А1203 > 72 %):
в мул+ кор = m муле мул + m корвкор, (2)
где вмул, вкр, вкор - 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 вмул= 26,186Т-0,555 (достоверность аппроксимации Я2=0,9738), для корунда КЛ-1,3 вкор = 5,6674Т-0,3664 (достоверность аппроксимации Я2=0,9827) (рис. 1).
0,9 т
0,8 -0,7 -0,6 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 -0
0
в = 26,186Т
■0,555
Я2 = 0,9738
= 5,6674Т-0,36 Я2 = 0,9827 64
в
Т, К_
500
1000
1500
О МКС-72 □ Корунд КЛ-1,3
2000
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 А1203=82 %).
0,8 0,6 0,4 0,2 0
□ 1—1
и 8—^ 1
Т, К
500
1000
1500
2000
Эксперимент МКЦП-82
25( Расчет по формуле 2
0
Рис.2 Интегральная излучательная способность муллитокорунда
МКЦП-82
Содержание муллита в МКЦП-82, согласно диаграмме системы А1203 - БЮ2 , 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.
