CC BY
40
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
ФОРУМ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ №7(11) 2017
http ://forum-nauka.ru
32
ним при высоких температурах твердый раствор и влияет на природу периклазовых изделий, поскольку изменяет состав и свойства основной фазы - кристаллов периклаза. В соотношении Ca0/Si02 присутствует свободная известь.
Периклазовые огнеупорные материалы делят на штучные изделия и порошки. Главный вид штучных - это простые изделия, используемые для кладки разных печей, футеровка которых контактирует с расплавами металлов и основных шлаков.
Периклазовые порошки служат материалом для устройства подин металлургических печей и торкретирования, а также сырьем для производства периклазсодержащих изделий.
Сырьем для производства периклазовых огнеупоров служит горная порода магнезит.
Магнезит (горная порода) состоит исключительно из кристаллического минерала - магнезита MgCO3. Чистый минерал магнезит содержит 47,6 % MgO и 52,4 % СО2, распространен чаще в виде крупнозернистых агрегатов. Магнезит образует непрерывный ряд твердых растворов с сидеритом МgFe(СО3)2. При содержании в магнезите > 30 % сидерита минерал называют брейнеритом. С кальцитом СаСОЗ магнезит образует двойное соединение - доломит СаСОЗ •MgCO3.
В производстве магнезиальных огнеупоров при выборе спекающих добавок предпочтение отдают материалам, которые с периклазом не увеличивают количество расплава в обжиге.
Для твердофазного спекания рекомендуют использовать добавки, ускоряющие и понижающие температуру спекания. Механизм действия таких добавок заключается в образовании дефектных твердых растворов со спекаемым материалом, вследствие чего происходит «разрыхление» кристаллической решетки с увеличением поверхностной энергии.
Свойства периклазовых изделий еще больше зависят от количества силикатной связки, которая в свою очередь определяется содержанием диоксида кремния. Приводимые ниже диаграммы состояния MgO с другими оксидами позволяют в первом приближении решать вопросы о минералогическом составе периклазовых изделий.
В окислительной атмосфере MgO и Fe2O3 образуют магнезиоферрит MgO- Fe2O3 (рис.1). Периклаз и магнезиоферрит при высоких температурах взаимно растворимы. С понижением температуры растворимость уменьшается (рис.1).
Добавка оксида железа к оксиду магния в этом случае ускоряет спекание и рекристаллизацию периклаза. Из диаграммы (1) становится понятным, почему оксид магния оказывается столь стойким к действию на него оксидов железа.
В системе MgO - Al203 - SiО2 наиболее легкоплавкая эвтектика, содержащая 20,3 % MgO; 18,3 % Al203; 61,4% SiО2, плавится при 1355 °С. Поэтому периклазовые изделия при высоких температурах не могут работать
в контакте с алюмосиликатными, в том числе и шамотными изделиями.
Рис. 1. Диаграмма состояния системы MgO - Fe2O3
Эти соединения неогнеупорны, чем объясняется резко отрицательное влияние на качество периклазовых изделий одновременного присутствия оксидов кальция и кремнезема.
Периклазовые изделия изготовляют, как правило, из сравнительно тонкозернистых масс, а вязкость образующихся при обжиге расплавов значительно меньше, чем в шамотных или динасовых огнеупорах. Можно допустить, что при обжиге химические реакции протекают до конца, и достигается полное фазовое равновесие.
Термостойкость периклазовых изделий повышается при введении в шихту технического глинозема (5-8%).
В системе Mg0-Са0-Si02 наиболее легкоплавкая эвтектика состава 8,0 % MgO; 61,4 % SiO2; 30,6 % СаО плавится при 1320 °С. В этой системе имеется четыре тройных соединения: диопсид CaO-MgO-2 SiO2, монтичеллит CaO-MgO-SiO2, мервинит 3CaO-MgO-2 SiO2 и окерманит 2CaO-MgO-SiO2 .
При взаимодействии глинозема с периклазом образуется шпинель Mg0-Al203. Такие изделия называют периклазовыми на шпинельной связке. С глиноземом и периклазом благородная шпинель образует твердые растворы широкого состава. Шпинель, как и периклаз, имеет высокую
температуру плавления (2105 °С).
Использованные источники:
1. Мисбахов Р.Ш., Мизонов В.Е. Моделирование кинетики застывания жидкой капли при охлаждении. // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ. - 2016.- №6 (76). - С. 72-74.
2. Москаленко Н.И., Мисбахов Р.Ш., Ермаков А.М., Гуреев В.М. Моделирование процессов теплообмена и гидродинамики в кожухотрубном теплообменном аппарате. // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. - 2014. - № 11-12. - С. 75-80.
3. Misbakhov R.Sh., Moskalenko N.I., Gureev V.M., Ermakov A.M. Heat transfer intensifiers efficiency research by numerical methods. // Life Science Journal. - 2015. - Т. 12. № 1S. - С. 9-14.
4. Misbakhov R.Sh., Moskalenko N.I., Gureev V.M., Ermakov A.M. Heat transfer intensifiers efficiency research by numericak methods. // Life Science Journal. 2015. Т. 12. № 1S. С. 9-14.
5. Гибадуллин Р.Р., Цветков А.Н., Мисбахов Р.Ш., Денисова Н.В. Разработка испытательного стенда для электрических машин возвратно-поступательного действия, работающих в тяжелых условиях. // В сборнике: ЭНЕРГЕТИКА И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА Сборник материалов I всероссийской научно-практической конференции. 2014. С. 37.
6. 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.
7. Логачёва А.Г., Вафин Ш.И., Мисбахов Р.Ш., Гуреев В.М. Влияние количества фаз статора на нагрев электродвигателя. // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. 2014. № 3. С. 28-32.
8. 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.
9. 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.
ФОРУМ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ №7(11) 2017
http ://forum-nauka.ru
35
