Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. История вопроса и задачи исследования.
1.1 История вопроса. - 7
1.2 Физико-химические основы горения алюмотермитных смесей. - 10
1.3 Изготовление изделий из AT- огнеупоров. - 18
1.4 Составы АТ-смесей для получения огнеупоров. - 25
1.5 Термостойкость керамических композиционных материалов - 32
1.6 Резюме. Рабочая гипотеза. Цель и задачи исследования - 43
Глава 2. Физико-химические основы технологии алюмотермитных СВС-огнеупоров
2.1 Классификация АТ-огнеупоров и функциональные составляющие исходных АТ-смесей. -47
2.2 Особенности горения АТ-смесей. -52
2.3 Формирование структуры АТ-огнеупора и сохранение конфигурации изделий при горении АТ-смесей . -58
2.4 Метастабильные состояния гетерогенных систем. -63
2.5 Компьютерное моделирование влияния химического состава АТ- расплава и температуры горения на критическую удельную поверхность наполнителя. -72
2.6 Резюме -88
Глава 3. Методики исследований и характеристика исходных материалов
3.1. Методики исследований -91
3.2 Исходные компоненты АТ-смесей -94
Глава 4. Исследование критической удельной поверхности частиц наполнителя
4.1 Определение критической удельной поверхности частиц наполнителя для сплава А120з и Сг2Оз- -96
4.2 Определение критической удельной поверхности частиц наполнителя для АТ-расплава на основе хромитовой руды. -101
4.3 Влияние армирующего наполнителя на прочность АТКМ. -105
4.4 Резюме -110
Глава 5. Исследование термостойкости АТ-огнеупоров
5.1 Термостойкость АТКМ на основе хромитовой руды -111
5.2 Термостойкость АТКМ на основе доломита -118
5.3 Резюме -123
Глава 6. Использование техногенного сырья в производстве АТ-огнеупоров
6.1 Использование техногенного сырья -125
6.2 Свойства АТКМ -132
6.3 Использование АТ-огнеупоров и изделий из АТКМ -136
6.4 Технико-экономическая эффективность использования техногенного сырья в производстве огнеупорных изделий из АТКМ -143
6.5 Резюме -145
Выводы и предложения -146
Литература -150
Приложения -163
- Термостойкость керамических композиционных материалов
- Формирование структуры АТ-огнеупора и сохранение конфигурации изделий при горении АТ-смесей
- Определение критической удельной поверхности частиц наполнителя для сплава А120з и Сг2Оз-
- Термостойкость АТКМ на основе доломита
Введение к работе
Одним из наиболее важных направлений научно-технического прогресса является разработка новых технологических процессов, позволяющих получать и применять новые виды материалов. Современные технологические процессы, осуществляемые с использованием различных тепловых агрегатов, предъявляют все более высокие требования к футеровке их рабочего пространства. Воздействие на футеровку, как правило комплексное. Одновременно с высокой температурой футеровочные материалы могут испытывать комбинированное воздействие жидких и газообразных агрессивных сред, истирающее и раскалывающее воздействие, динамические и ударные нагрузки, термоциклические нагрузки, воздействие электрического напряжения. В ряде случаев традиционные огнеупорные материалы не могут обеспечить необходимый комплекс свойств футеровки.
В связи с этим обращают на себя внимание известные технологические процессы получения оксидных огнеупоров с помощью алюмотермии (далее AT). В ряде публикаций такие материалы называют СВС-огнеупорами [1] . Основное преимущество алюмотермитных огнеупоров (АТ-огнеупоров) по сравнению со спеченными огнеупорами зернистой структуры - высокая коррозионная стойкость в металлических расплавах, шлаках, расплавах стекол и других агрессивных жидких и газообразных средах. Кроме того, АТ-огнеупоры хорошо работают в условиях воздействия раскалывающих и истирающих нагрузок.
Упомянутые технологии обладают рядом неоспоримых преимуществ. Алюмотермитные реакции (АТ-реакции) позволяют использовать в качестве сырья различные промышленные отходы. Температура начала АТ-реакции может быть снижена до 600-700С, что значительно снижает энергоемкость процесса. Продукт АТ-реакции плавленый оксид алюминия, высокотемпературный нейтральный огнеупор. Используемое оборудование недорогое и несложное в эксплуатации. Применение АТ-огнеупоров позволяет
осуществить принципиально новые конструктивные решения, неосуществимые при использовании традиционных огнеупоров.
Одна из причин ограничения в широком использовании АТ-огнеупоров -их низкая термостойкость. Поэтому одной из проблем является достижение такого уровня термостойкости, который обеспечил бы высокую эксплуатационную надежность огнеупорных изделий. Армирование спеченной керамической матрицы частицами или волокнами наиболее эффективно повышает термостойкость спеченной керамики [2]. Поэтому, АТ-огнеупоры, имеющие структуру керамического композиционного материала (ККМ) обладают повышенной термостойкостью. Однако, достигнутый уровень термостойкости не позволяет использовать такие материалы в условиях постоянных термоциклических нагрузок.
Технологии АТ-огнеупоров получили значительное развитие в СССР и в России. Исследования КазМНТЦ показали, что для производства АТ-огнеупоров можно использовать промышленные отходы и минеральное сырье. На данный момент разработан и используется ряд технологических процессов на основе АТ-реакции. В основном, эти технологии направлены на получение неформованных огнеупорных масс: кладочных растворов, обмазок и набивных масс для футеровки различных тепловых агрегатов. Существующие технологии получения огнеупорных изделий с помощью АТ-реакций предполагают использование высокоогнеупорных форм, что существенно усложняет процесс и увеличивает себестоимость конечной продукции.
Большинство разработанных составов исходных АТ-смесей включают хромсодержащие компоненты и тугоплавкие материалы в качестве наполнителей. Замена дорогостоящих и дефицитных материалов на более дешевое местное сырье является весьма важной и актуальной задачей. Для Самарской области наиболее вероятной альтернативой являются доломит и шамот. КазМНТЦ разработан состав на основе доломита. Однако такой АТ-огнеупор можно использовать только в постоянно работающих печах.
*
В качестве наполнителя может использоваться бой огнеупорного кирпича. Однако при ремонте футеровки тепловых агрегатов образуется в основном шамотный бой. Шамот в качестве армирующего наполнителя АТ-смесей ранее не использовался.
В настоящей работе впервые изучены условия получения огнеупорных изделий из АТ-огнеупоров с использованием шамотных наполнителей; исследованы факторы, влияющие на термостойкость АТ-огнеупоров.
Работа выполнена в СамГАСУ. Технологический процесс внедрен ЗАО "Волгаогнеупор". За 8 лет по данной технологии произведено более 110 тонн различных (в том числе и крупногабаритных) огнеупорных изделий. Исследования свойств АТКМ, произведенных ЗАО "Волгаогнеупор" проводились на кафедре "Строительные материалы" СамГАСУ.
Термостойкость керамических композиционных материалов
В связи с недостаточным уровнем термостойкости АТ-огнеупоров, представляют интерес исследования термостойкости спеченных ККМ.
Установлено, что трещиностойкость и термостойкость керамических материалов взаимосвязаны [76]. Наиболее часто для оценки трещиностойкости напряжений - K.fc. Армирование керамики наиболее эффективно повышает термостойкость и трещиностойкость. Большое значение имеет структура границ раздела керамической матрицы и армирующей фазы. Она должна обеспечивать реализацию наиболее энергоемких механизмов торможения трещин. Граница раздела фаз должна быть термически стабильной, чтобы эксплуатационные свойства ККМ не снижались при высоких рабочих температурах. В связи с этим возникает проблема взаимодействия матрицы и армирующей фазы в процессе изготовления и эксплуатации ККМ. Повышение трещиностойкости ККМ, армированных волокнами, связано с проявлением трех механизмов взаимодействия трещины с армирующими элементами [77,78]: 1) образование волокнами мостиков связи между берегами трещины препятствует распространению трещины; 2) силы трения при выдергивании волокон или нитевидных кристаллов из матрицы увеличивают необходимое для распространения трещины внешнее усилие и, следовательно, работу внешних сил; 3) на границе раздела волокно - матрица может происходить переориентация трещины, что сопровождается увеличением площади поверхности разрушения. Проявление этих механизмов зависит от типа армирующих элементов и особенностей их взаимодействия с матрицей. Первый из указанных механизмов реализуется в том случае если напряжение на волокнах (нитевидных кристаллах) в процессе разрушения КМ меньше, чем разрушающее напряжение для этих волокон, а сдвиговые напряжения на границе раздела волокно — матрица не ниже прочности этой границы на сдвиг [79]. Сдвиговая прочность определяется коэффициентом трения при отсутствии химической связи между волокном и матрицей. Повышение термостойкости керамики наблюдается также в случае армирования матрицы дисперсными частицами метастабильноц тетрагональной двуокиси циркония [80,81]. В этом случае торможение развития трещины происходит за счет поглощения энергии развивающейся трещины при фазовом переходе метастабильной тетрагональной ZrCb в стабильную моноклинную модификацию. Кроме того, энергия разрушения увеличивается за счет разветвления трещины вокруг частиц ZrC . В работе [82] экспериментально установлено наличие узкой зоны за вершиной трещины, в которой имеются неразрушенные волокна карбида кремния в АЬОз - матрице, образующие мостики связи между берегами трещины. Длина этой зоны зависит от ориентации волокон относительно направления распространения трещины. Согласно [83], часть области за вершиной трещины характеризуется тем, что берега трещины связаны между собой волокнами (мостики связи), причем для раскрытия трещины необходима дополнительная работа, связанная с разрушением мостиков связи. Установлено [83], что при разрушении армированного дискретными волокнами материала перед вершиной трещины образуется зона, в которой происходит микрорастрескивание, фазовые превращения и другие процессы диссипации энергии. Существующие теоретические представления о разрушении керамических композитов и микромеханические модели процессов разрушения обобщены в работе [84]. Основными параметрами теории являются трещиностойкость. поверхности раздела волокно/матрица, остаточные напряжения, коэффициент трения при выдергивании волокна из матрицы параметры статистического распределения прочности волокон, трещиностойкость матрицы и объемная доля волокна. Оценки показывают, что материалы с высоким сопротивлением разрушению посредством распространения трещины нормального отрыва должны удовлетворять следующим требованиям: низкое отношение трещиностойкости поверхности раздела к трещиностойкости волокна, малые остаточные деформации (малое рассогласование термических коэффициентов линейного расширения волокна и матрицы), причем граница раздела должна находиться в состоянии воздействия растягивающих напряжений. Нанесение углеродных покрытий на волокна SiC способствует тому, чтобы большинство указанных условий было удовлетворено.
Известны попытки снижения хрупкости керамики путем введения частиц, претерпевающих полиморфные превращения. При введении частиц Z1O2 в матрицу за счет трансформационного упрочнения вязкость разрушения возрастает в 5-Ю раз. ZrC 2 при высоких температурах претерпевает мартенситное превращение с изменением объема на 4%, что обусловливает возникновение возле частиц локальных напряжений или даже микротрещин, служащих ловушками для разрушающей магистральной трещины [85,86,87].
Получен ККМ на основе Z1O2. Уровень термостойкости материала определяется соотношением стабильных и метастабильных фаз ZrC 2 образующихся за счет эвтектоидного распада в системе Z1O2 - MgO. Такая микроструктура обеспечила высокие термомеханические свойства и термостойкость материала [88].
Описано образование фрагментальной структуры, которая способствует повышению термостойкости [89]. Возникающие микротрещины разделяют материал на фрагменты, способные незначительно сдвигаться относительно друг-друга, возникающие микротрещины служат ловушками для разрушающей магистральной трещины.
В работе [90] исследован термостойкий материал с матрицей на основе тетрагональной ZrC 2, армированной AI2O3. Тетрагональная Z1O2 стабилизирована Y2O3. Обнаружен самопроизвольный переход тетрагональной ZK)2 в моноклинную в зернах размером более 0,5 мкм. Для предотвращения этого рекомендуется уменьшить размер зерен до 0,2-0,3 мкм. Причины перехода не обсуждаются.
Формирование структуры АТ-огнеупора и сохранение конфигурации изделий при горении АТ-смесей
В зависимости от условий различают самовозгорающиеся смеси и смеси, нуждающиеся в инициировании горения. Горение смесей для производства АТ-огнеупоров инициируется с помощью запала, разогретой электрической спиралью (например, нихромовой) или с помощью электрической дуги. В случае плавлено-литых АТ-огнеупоров, оксидный расплав получают при горении свободно насыпанной смеси без предварительного подогрева. Горение идет в специальном ковше, из которого полученный расплав разливают по формам.
Кладочно-сварочные растворы, обмазки, бетоны и набивные массы, использующиеся непосредственно при футеровке печей должны обладать способностью самовозгораться при достижении определенной температуры в печи, поскольку доступ к смесям в данном случае затруднен или вообще невозможен.
При использовании камерных электрических печей инициирование горения проще всего осуществить с помощью запальной смеси, самовозгорающейся при низких температурах нагрева. Например, запальная смесь состоящая из алюминия и железной окалины в стехиометрическом соотношении с добавкой гексафторсиликата калия самовозгорается при 650-700С. Температура продуктов реакции выше 2000С.
Режим горения алюмотермитных смесей определяется размером частиц алюминия. В случае использования грубых порошков алюминия (например, ПА-1) самовозгорание смеси становится невозможным. Для инициирования горения используется запал. Часть смеси, контактирующая с запалом плавится. Очевидно, что в первую очередь плавится алюминий, затем легкоплавкие окислы, после чего в расплав частично переходят тугоплавкие окислы, которые и участвуют в АТ-реакции. В результате, начало плавления смеси и начало интенсивного окисления алюминия оказываются разделены некоторым промежутком времени.
Жидкий алюминий контактирует с другими компонентами смеси, подплавляет и растворяет их. В образовавшемся расплаве начинается экзотермическая АТ-реакция, которая в данном случае идет без значительного градиента температур. В образовавшемся расплаве начинается экзотермическая реакция окисления алюминия. Выделяющееся тепло расходуется на плавление очередной порции АТ-смеси, после чего снова начинается реакция окисления алюминия. Таким образом, горение АТ-смесей с крупными частицами алюминия представляет собой периодическую реакцию, в которой чередуются периоды плавления смеси и окисления алюминия. Продолжительность периодов плавления и горения по-видимому, зависит от тугоплавкости и фракционного состава балласта и окислов термитной составляющей.
В производстве АТКМ не применяются крупные порошки алюминия. Получение необходимой структуры АТКМ возможно при использовании порошков алюминия размером менее 50 мкм. Горение смесей с мелкими частицами алюминия начинается с горения пара алюминия. Пар алюминия, окисляясь, разогревает смесь до момента, когда в наиболее разогретой части смеси начнется локальная АТ-реакция, протекающая в ограниченной волне горения, последовательно движущейся по всему объему смеси.
Обжиг изделий из АТ-смесей может производиться как в камерных, так и в проходных печах. Доступ к изделиям во время нагрева в проходных печах затруднен. Поэтому, для такого варианта обжига АТ-смесь должна обладать способностью самовоспламеняться. Изделия в камерных печах более доступны для инициирования горения с помощью запальной смеси при низких температурах нагрева. При этом экономится электроэнергия или другие энергоносители.
Разработка составов исходных АТ-смесей в лабораторных условиях не может учитывать такого существенного фактора как масштабный. Очевидно, что горение нескольких десятков грамм и горение десятков или сотен килограммов одной и той же смеси будет существенно различаться при прочих равных условиях. Это обусловлено следующими факторами.
Условия теплообмена в печи при обжиге АТ-смеси постоянно меняются. При нагреве исходной АТ-смеси до температуры воспламенения тепловой поток направлен от более нагретой футеровки печи на менее нагретую АТ-смесь. После воспламенения смеси тепловой поток будет направлен на футеровку печи. Очевидно, что при постоянном рабочем объеме печи итоговые потери тепла, отнесенные к единице массы реагирующей смеси будут увеличиваться с уменьшением общей массы исходной АТ-смеси. В определенных условиях потери тепла так велики, что горение прекращается.
Масштабный фактор влияет на воспламенение смесей. Установлено, что чем больше масса реагирующей смеси, тем стабильнее происходит воспламенение. Причина этого в том, что при смешивании компонентов невозможно получить абсолютно однородную смесь. Неизбежно будут образовываться области с более высоким содержанием термитной составляющей. Такие области будут воспламеняться при меньших температурах. Они срабатывают в качестве запала для остальной смеси. Вероятность образования таких областей повышается с увеличением общей массы исходной смеси.
Большая площадь свободной поверхности смеси обеспечивает дополнительное поступление кислорода из окружающей газовой среды, что увеличивает интенсивность горения и стабильность воспламенения. Поэтому, изделия, имеющие отверстия, впадины, выступы и т.п. воспламеняются и горят более активно. Опыт производства АТКМ показал, что самовоспламенение при обжиге изделий происходит в тонких выступающих частях изделия, которые нагреваются быстрее массивных и более эффективно насыщаются кислородом воздуха.
Из-за низкой теплопроводности смеси поверхностный слой нагревается гораздо быстрее центра. В результате, при достижении температуры самовозгорания поверхностный слой окажется значительно перегрет. При горении поверхностного слоя армирующий наполнитель плавится и на поверхности образуются потеки. Для предотвращения этого обжиг массивных изделий (более 100 кг) осуществляется следующим образом. В поверхностном слое изделия инициируют горение при низкой температуре центральной части. После завершения горения поверхностного слоя непрогоревшая центральная часть изделия нагревается до требуемой температуры воспламенения, после чего горение продолжается.
Определение критической удельной поверхности частиц наполнителя для сплава А120з и Сг2Оз-
Основным фактором, определяющим возможность использования материалов в качестве того или иного компонента исходных АТ-смесей для получения АТ-огнеупоров является удельная поверхность частиц. Удельная поверхность компонентов является основой проектирования составов исходных АТ-смесей. Установлено существование критического значения удельной поверхности частиц sKp, которое обеспечивает оптимальные условия образования поверхности раздела и полное удерживание оксидного расплава в пространстве между частицами.
Растворимость частиц в расплаве возрастает с увеличением их удельной поверхности и достигает 100% при некотором значении sp. Процесс растворения частиц исходных компонентов зависит от совокупности факторов, таких как образование тугоплавких или легкоплавких соединений и эвтектик в расплаве, смещение равновесия процесса растворения, изменение температурного интервала кристаллизации расплава, соотношение теплового эффекта АТ-реакции и тепла, необходимого для растворения данной массы частиц.
В зависимости от фракционного состава частиц все компоненты делятся на четыре группы: 1. sM Sp - Дисперсные компоненты, формирующие балласт. При горении полностью переходят в расплав. 2. sM « SKP - Крупные частицы тугоплавких материалов, формирующие армирующий наполнитель АТКМ. При горении подплавляются с поверхности. 3. sKp sM sp- Частицы наполнителя набивных масс. 4. SM Экр - Крупные частицы тугоплавких материалов, формирующие наполнитель обмазок. Сохранение конфигурации изделия при фиксированной температуре горения зависит от удельной поверхности частиц наполнителя, которая обеспечивает удерживание жидкого оксидного расплава в пространстве между частицами до затвердевания расплава при минимальном растворении частиц наполнителя. Разработана термодинамическая модель, описывающая образование границы раздела фаз, как метастабильного состояния вещества. Выведена формула метастабильных равновесий гетерогенных систем, связывающая основные характеристики границы раздела фаз: удельную поверхность, межфазную энергию и степень пересыщения пара. Разработанная теория метастабильных состояний гетерогенных систем позволила сделать следующие выводы, необходимые для разработки различных АТКМ и технологии их производства: 1. Существует критическая удельная поверхность (s ) наполнителя, которая обеспечивает получение максимальных термомеханических свойств АТКМ. 2. Величина sKp не зависит от химического состава наполнителя. Решающую роль играют химический состав АТ-расплава и температура горения. 3. Уровень метастабильности по границам раздела армирующий наполнитель -АТ-матрица определяет уровень термостойкости АТКМ. На основе формулы метастабильных равновесий гетерогенных систем разработана методика расчета s для оксидных сплавов и проведено компьютерное моделирование зависимости s«p от химического состава АТ-расплавов и температуры горения для двойных систем. Компьютерное моделирование показало, что увеличение критического размера частиц армирующей фазы возможно при легировании окиси алюминия окисью магния и Сг20з. Легирование окиси алюминия FeO и SiCb приводит к снижению критического диаметра частиц до долей миллиметра. Установлена общая тенденция: с увеличением давления пара легирующего оксида критический размер частиц армирующего наполнителя уменьшается при прочих равных условиях. Термостойкость материала матрицы. Для получения достоверных результатов испытания термостойкости материала матрицы проводили без включений армирующего наполнителя. Материал матрицы получали используя графитовую форму, имеющую следующие размеры. Внутренняя полость формы - конус с диаметром основания 90 мм и высотой 50 мм. Смесь для получения материала матрицы (термитная составляющая, балласт и временное связующее) приготавливали по стандартной технологии. Полученный раствор заливали в графитовую форму. Залитую форму выдерживали при комнатной температуре до схватывания смеси ориентировочно 1,5-2 часа и высушивали в сушильном шкафу при температуре 100-150С. Затем форму разогревали в муфельной печи до температуры 900-1000С. После окончания горения смеси форму выдерживали в печи до окончания кристаллизации расплава. Затем форму извлекали из печи и охлаждали на воздухе. Полученный образец материала матрицы испытывали по ГОСТ 20910-90.
Термостойкость АТКМ на основе доломита
Выбор материала армирующего наполнителя для производства АТКМ определяет насколько стабильным будет качество изделий и устойчивым технологический процесс. Основная масса огнеупорных промышленных отходов Самарской области представляют собой бой огнеупорного кирпича и отработанные катализаторы химического и нефтехимического производства.
Для АТ-расплавов на основе хромитовой руды и доломита критическая удельная поверхность частиц наполнителя - около 3 см /см . Поэтому, в качестве армирующего наполнителя нельзя использовать высокодисперсные материалы (отработанный катализатор ИМ 2201, шамотная пыль, пылевидные отходы обработки металлов абразивными материалами). Такие материалы используются как компоненты балласта. Основной источник армирующего наполнителя - бой огнеупорных изделий, образующийся при ремонте футеровки тепловых агрегатов различного назначения.
Анализ рынка таких отходов выявил две основные группы: бой высокоглиноземистого огнеупорного кирпича и бой шамотного кирпича. Из литературного обзора следует, что традиционно в качестве наполнителя АТ-смесей использовались высокоогнеупорные материалы. Практика производства АТКМ показала, что использование боя высокоглиноземистого огнеупорного кирпича обеспечивает стабильное качество АТКМ при обжиге изделий в проходных газовых печах. Однако количество такого сырья незначительно.
Количество образующегося боя шамотного кирпича намного превосходит количество огнеупоров всех других видов. При использовании шамотного наполнителя на изделиях образуются потеки и возможно полное плавление изделий. Причина этого - образование легкоплавкой эвтектики в системе FeO-Al203-Si02 (таблица 4). Из рис. 18, 19 следует, что для стабилизации расплава окиси алюминия легированного 10% двуокиси кремния требуются частицы наполнителя размером не более 5 мм при температуре горения не более 2050С. Но частицы шамота такого размера почти полностью растворяются в АТ-расплаве.
Из рис. 26 и 27 следует, что увеличение содержания MgO стабилизирует расплав в пространстве между частицами армирующего наполнителя и позволяет использовать более крупные частицы. Из диаграмм также следует, что снижение температуры горения позволяет использовать более крупные частицы наполнителя. Кроме того, окись магния с двуокисью кремния образует тугоплавкое соединение (Tra=1890C): форстерит 2MgO»Si02 и тем самым предотвращает образование легкоплавкой эвтектики. Поэтому, было сделано предположение, что введение в расплав матрицы MgO позволит использовать шамот в качестве наполнителя.
Основной поставщик шамотного щебня - АО Стройфарфор (г. Самара), использующий преимущественно шамот ША-1. Бой кирпичей размалывается совместно с кордиеритовыми плитами, которые изготавливаются для нужд производства. Небольшое количество MgO, вносимое кордиеритом, хромитовой рудой и сульфатом магния предотвращает деформацию изделий при горении. Шамотный наполнитель используется в качестве наполнителя АТКМ в течение нескольких лет. Сохранение конфигурации 90-100%.
В качестве наполнителя использовали также шамот футеровки вращающихся печей обжига керамзита. Однако использование такого шамота привело к полному расплавлению изделий. Для предотвращения этого в состав балласта ввели окись магния.
Эксперименты проводили в условиях действующего производства ЗАО Волгаогнеупор. Изготавливали огнеупорные изделия - блок канализованный для футеровки вагонеток обжига кирпича. Обжиг изделий проводили в электрической печи шахтного типа. В качестве балласта использовали хромитовую руду. В качестве окислителя использовали молотую железную окалину. Восстановитель - порошок алюминия марки ПА-4. Наполнитель исходной АТ-смеси полностью формировали из шамотных частиц марки ШБ размером 3-20 мм. Для введения окиси магния использовали молотый периклазовый кирпич и обожженный магнезит с содержанием окиси кальция около 20%. Результаты экспериментов представлены в табл. 35.
Из табл. 35 видно, что зажигание при низкой температуре снижает деформацию изделия при горении. Однако вероятность деформации остается. Гораздо эффективнее легирование матрицы окисью магния. Легирование окисью магния возможно как за счет частичного растворения магнезитового наполнителя, так и путем введения в балласт небольшого количества тонкомолотого магнезита. Конфигурация изделий не нарушается в обоих случаях.
Характерны результаты использования периклаза и магнезита с высоким (около 20%) содержанием окиси кальция. Видно, что введение периклаза гораздо эффективнее введения магнезита. Видимо, причина этого - высокое содержание окиси кальция в магнезите.
Использование доломита в качестве балласта известно [6]: подобный состав АТ-огнеупоров разработан КазМНТЦ. Однако полученные материалы использовались только в постоянно работающих печах. На территории Самарской области имеются месторождения доломита. Потому использование доломита в составе АТ-смесей наиболее актуально.
