Керамические кислотоупорные материалы на основе сырья Уральского региона

• Автор: Павлова, Ирина Аркадьевна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 198 с. : ил.

1 СТРУКТУРА И СВОЙСТВА КИСЛОТОУПОРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1 Физикохимические основы производства кислотоупорных материалов

1.1.1 Фазовые превращения при обжиге керамических кислотоупорных материалов.

1.1.2 Влияние состава, свойств и количества жидкой фазы на свойства керамических материалов

1.1.3 Свойства кислотоупорных материалов

1.1.4 Влияние минеральных добавок на фазовый состав и свойства кислотоупорных изделий.

1.2 ПРОИЗВОДСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ КИСЛОТОУПОРНЫХ МАТЕРИАЛОВ .

ВЫВОДЫ.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАИЯ

2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Характеристика исходных материалов.
3.1.1 Глины.
3.1.2 Плавни
3.2 Фазовые превращения при нагревании сырьевых материалов.
3.3 Влияние введения гранодиорита и фельзита в состав шихт на основе Ьускульской глины
3.3.1 Свойства образцов на основе Ьускульской глины и Северского гранодиорита
3.3.2 Свойства образцов па основе Бускульской глины и Покровского фсльзита
3.4 Исследование процесса растворения кристобалита в расплаве фанодиорита и
фельзита.
4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КИСЛОТОУПОРНОГО КИРПИЧА И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ В ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
4.1 Исследование керамических масс для производства кислотоупорного кирпича
4.1.1 Технология производства кислотоупорных изделий из глин Бускульского и Веселовского месторождений.
4.1.2 Применение гранодиорита в производстве кислотоупорного кирпича на основе глины Бускульского месторождения
4.1.3 Применение фельзита в производстве кислотоупорного кирпича на основе глины Бускульского месторождения.
4.1.4 Производство кислотоупорного кирпича полусухим прессованием с использованием масс на основе фельзита.
4.1.5 Применение гранодиорита и фельзита в качестве отощителя и плавня в производстве кислотоупорного кирпича.
4.1.6 Технологическая схема производства кислотоупорного кирпича.
4.2 Выпуск опытной партии изделий на ООО Никомогнеупор
4.3 Испытание и сравнительный анализ свойств промышленных изделий с существующими аналогами кислотоупорных материалов.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Условные обозначения и сокращения
ТКЛР, а К1 температурный коэффициент линейного расширения Е модуль упругости Увозд воздушная усадка Уогн огневая усадка У паян полная усадка
о расстояние между метками на свежесформованном образце расстояние между метками на воздушиосухом образце 2 расстояние между метками на обожженном образце Дгппрк потери массы при прокаливании СВ свободный кварц не опр. не определено число пластичности
коэффициент чувствительности глин к сушке Впог водопоглощение Потк открытая пористость Пист истинная пористость ркаж кажущаяся плотность Рист истинная плотность р1ас насыпная плотность К кислотостойкость асж предел прочности при сжатии В водопроницаемос ть Т, I температура РФА рентгенофазовый анализ ДТА дифференциальнотермический анализ ШХ дифференциальная кривая убыли массы ОТАдифференциальная кривая нагревания
Тв интегральная кривая убыли массы
Ун скорость нагревания
кизм константа скорости измельчения
гпиы относительная скорость измельчения
Кх содержание крупной фракции в материале через время т
Яо содержание крупной фракции в исходном материале
к константа скорости реакции
к константа скорости химической реакции
к константа скорости реакции, связанная с коэффициентом диффузии г время
х степень протекания процесса растворения степень превращения
АС изменение концентрации кристобалита в процессе обжига Сисх текущая концентрация кристобалита в процессе обжига энергия активация процесса растворения А предэкегюненциальный множитель газовая постоянная, равная 8, ДжК моль
ВВЕДЕНИЕ


В области 0 С это соединение диссоциирует с последующим объединением однородных структурных единиц и А1тетраэдров в более или менее протяженные группировки аморфных веществ и одновременным ростом равнозначности внутри тетраэдрических связей 0 С. Параллельно иногда кристаллизуется небольшое количество уА0з или муллитоподобной фазы. В дальнейшем образуются муллит из глинозема и небольшого количества кремнезема и кристобалит из большей части кремнезема. АЮН АЮ2 2Н. Удаление гидратной воды происходит в интервале температур С наряду с разложением глинистого вещества. После дегидратации образуется метакаолинит ЛЮ2. АОзЮ2 ЗАОзЮ2 Ю2. Образование муллита идет в две стадии первая резкий скачок на протяжении 0 С 4, , , вторая медленное увеличение количества муллита при повышении температуры. Для каолинитовых глин первая стадия заканчивается при С, для каолинитогидрослюдистых и каолинитомонтмориллонитовых при С. Количество образующегося муллита зависит от химикоминерального состава глин. При обжиге каолинитовых глин и каолинитовых с незначительной примесью гидрослюды наблюдается наибольший выход образующегося муллита. Интенсивное образование муллита при обжиге этих глин наблюдается в интервале температур С. При дальнейшем повышении температуры содержание муллита увеличивается медленно и сопровождается ростом кристаллов. При обжиге каолинита при 0 С появляется муллитоподобная фаза, которая при С постепенно превращается в муллит . Структурно неупорядоченный муллит при обжиге каолинитовых глин возникает при 0 С и при дальнейшем повышении температуры приобретает более упорядоченную структуру, постоянный состав и игольчатый габитус 4. При обжиге каолинитогидрослюдистых и каолинитомонтмориллонитовых глин муллитообразование происходит в интервале температур С. В отличие от каолинитовых глин, в этих глинах образуется мелкокристаллический муллит 4, , , . Образование муллита при обжиге этих глин протекает так же, как и при обжиге каолинитовых глин, но интервал быстрого увеличения содержания муллита смещается в область более низких температур на 0. При обжиге до С интервал температур второго периода у каолинитогидрослюдистых и каолинитомонтмориллонитовых глин составляет , а у каолинитовых около . Исходя из соотношения между количеством катионов и координации их в решетке муллита при кристаллизации муллита из расплава, последние должны содержать катионы алюминия в октаэдрической координации и катионы кремния и алюминия в тетраэдрической координации с кислородом. При обжиге каолинитогидрослюдистых глин в результате разрушения гидрослюды образуется щелочесиликатный расплав при относительно низких температурах, в котором затем растворяется А. В результате структурными элементами расплава являются алюмокремнекислородные, кремнекислородные и алюмокислородные группы. В группах 0А1 алюминий находится в тетраэдрической координации, а в группах АА1 в октаэдрической. Из указанных групп строится кристаллическая решетка муллита , , . Наличие расплава такого строения способствует кристаллизации муллита с более совершенной структурой. Алюминий в октаэдрической координации не является основным структурным элементом, определяющим кристаллизационную способность расплава к муллиту . При обжиге всех глин образуется муллит, температура образования и количество которого зависят в основном от химикоминерального состава глин. При обжиге малощелочных каолинитовых глин жидкой фазы образуется мало изза незначительного содержания в них плавней, поэтому образование муллита наблюдается при более высокой температуре, чем при обжиге каолинитогидрослюдистых глин. Муллит имеет несовершенную структуру, которая совершенствуется с повышением температуры 5. В глинах и каолинах всегда содержится кремнезем, который при нагревании претерпевает ряд полиморфных превращений. Полиморфные реакции играют важную роль в формировании структуры и свойств керамических материалов , . Кремнезем имеет несколько модификаций, основными из которых являются кварц, тридимиг и кристобалит. На рисунке 1. Рисунок 1. Диаграмма Феннера дает сравнительное представление об устойчивости модификаций в определенных температурных интервалах.