Разработка и исследование цирконистого оксидноуглеродистого огнеупорного материала, модифицированного карбидами кремния и бора, для шлакового пояса погружаемого стакана

• Автор: Яговцев, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 145 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ РАЗРАБОТКИ ЦИРКОПИСТОГРАФИТОВЫХ ОГНЕУПОРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.1. Термодинамические анализ процессов взаимодействия в
системе ZЮ2-C
1.2. Свойства исходных компонентов для цирконистографитовых материалов
1.3. Технология получения цирконистографитовых материалов
1.4. Свойства цирконистографитовых материалов
1.5. Шлакообразующие смеси
1.6. Механизм разрушения цирконистографитового материала
1.7. Методы оценки шлакоустойчивости
1.8. Пути повышения устойчивости огнеупоров
1.9. Методы оценки термостойкости
1.10. Пути повышения термостойкости огнеупоров
Выводы
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Подготовка составов цирконистографитовых материалов для исследований их свойств
2.2. Получение заготовок и образцов для исследований из цирконистографитовых материалов
2.3. Методы исследования свойств цирконистографитовых огнеупорных материалов
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОКИСЛЕНИЯ ЦИРКОНИСТОГРАФИТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ВОЗДУХЕ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ
3.1. Исследование кинетики окисления цирконистографитовых материалов
3.2. Анализ процессов окисления графита, используемого для получения цирконистографитовых материалов
3.3. Анализ процессов окисления графита с добавлением смолы
3.4. Анализ процессов окисления цирконистографитовых образцов без антиоксида11тов
3.5. Анализ процессов окисления цирконистографитовых образцов с добавкой БЮ
3.6. Анализ процессов окисления цирконистографитовых образцов с добавкой В4С
3.7. Анализ процессов окисления цирконистографитовых образцов с добавками БЮ и В4С
3.8. Определение энергии активации процесса окисления цирконистографитовых материалов
3.9. Оценка величины тепловых эффектов реакции окисления цирконистографитовых материалов
3.10. Исследования газовой фазы при окислении цирконистографитовых материалов
3.11. Исследование фазового состава твердых продуктов окисления цирконистографитовых материалов
ГЛАВА 4. КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ЦИРКОНИСТО-ГРАФИТОВЫХ ОГНЕУПОРОВ
4.1. Исследование микроструктуры полученных цирконистографитовых материалов
4.2. Оценка предела прочности материалов при изгибе
4.3. Кажущаяся плотность и открытая пористость материала
4.4. Поровая структура материалов
4.5. Исследование шлакоустойчивости цирконистографитового огнеупорного материала
4.6. Оценка стойкости цирконистографитовых материалов к окислению на воздухе при высоких температурах
4.7. Температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР)
4.8. Потери массы цирконистографитовых огнеупоров при бакелизации и коксовании
4.9. Оценка термостойкости материалов
4.10. Исследование эрозионной стойкости цирконистографитовых материалов
ГЛАВА 5. ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЕ ИСПЫТАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПОГРУЖАЕМЫХ ПРЯМОТОЧНЫХ СТАКАНОВ ИЗ ЦИРКОНИСТОГРАФИТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
5.1. Проведение опытно-промышленных испытаний
5.2. Исследование материала после эксплуатации
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Акт выпуска опытной партии
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Акт испытания
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Заключение о производстве погружаемых стаканов

ПОГРУЖНОЙ СТАКАН
Рисунок 1.4 - Схема погружаемого стакана
Авторы [2] определили углы смачивания материалов расплавом стали при 1550°С. Цирконистографитовый материал - 139°, диоксид циркония -92°, графит - 0°. Известно, что расплавленный чугун хуже смачивает графит, по сравнению с чистым железом [12].
Переменное воздействие шлак-воздух. Во время службы стакан раскален до температуры, при которой графит и стеклоуглерод (углеродистая составляющая) взаимодействуют с кислородом воздуха. Изначально
погружаемый стакан покрыт глазурью для защиты от выгорания углерода во время разогрева перед установкой. Глазурь смывается шлакообразующей смесью, и после этого начинается окисление графита и углерода. По мере выгорания углерода в огнеупоре образуются поры. В эти поры проникает расплав шлака, который начинает растворять зерна диоксида циркония. Процессы окисления углерода и растворения диоксида циркония
интенсифицируются вследствие возвратно-поступательного движения
кристаллизатора.
Один из путей предотвращения окисления углерода это получение мелкопористой структуры материала, препятствующей проникновению кислорода [8].