Содержание к диссертации
Введение
1 Структура и свойства кислотоупорных материалов 9
1.1 Физико-химические основы производства кислотоупорных материалов 9
1.1.1 Фазовые превращения при обжиге керамических кислотоупорных материалов 13
1.1.2 Влияние состава, свойств и количества жидкой фазы на свойства керамических материалов 23
1.1.3 Свойства кислотоупорных материалов 27
1.1.4 Влияние минеральных добавок на фазовый состав и свойства кислотоупорных изделий 33
1.2 Производство и применение кислотоупорных материалов 37
Выводы 43
Цели и задачи исследования 44
2 Методы исследования 46
3 Экспериментальная часть 49
3.1 Характеристика исходных материалов 49
3.1.1 Глины 49
3.1.2 Плавни 57
3.2 Фазовые превращения при нагревании сырьевых материалов 69
3.3 Влияние введения гранодиорита и фельзита в состав шихт на основе Бускульской глины 80
3.3.1 Свойства образцов на основе Бускульской глины и Северского гранодиорита 81
3.3.2 Свойства образцов на основе Бускульской глины и Покровского фельзита 87
3.4 Исследование процесса растворения кристобалита в расплаве гранодиорита и фельзита 93
4 Разработка технологии производства кислотоупорного кирпича и внедрение результатов исследований в промышленность 110
4.1 Исследование керамических масс для производства кислотоупорного кирпича 110
4.1.1 Технология производства кислотоупорных изделий из глин Бускульского и Веселовского месторождений 111
4.1.2 Применение гранодиорита в производстве кислотоупорного кирпича на основе глины Бускульского месторождения 120
4.1.3 Применение фельзита в производстве кислотоупорного кирпича на основе/ глины Бускульского месторождения 143
4.1.4 Производство кислотоупорного кирпича полусухим прессованием с использованием масс на основе фельзита 153
4.1.5 Применение гранодиорита и фельзита в качестве отощителя и плавня в производстве кислотоупорного кирпича 155
4.1.6 Технологическая схема производства кислотоупорного кирпича 159
4.2 Выпуск опытной партии изделий на ООО «Никомогнеупор» 159
4.3 Испытание и сравнительный анализ свойств промышленных изделий с существующими аналогами кислотоупорных материалов 163
Выводы 165
Библиографический список 168
Приложение 1 191
- Влияние состава, свойств и количества жидкой фазы на свойства керамических материалов
- Свойства образцов на основе Бускульской глины и Северского гранодиорита
- Технология производства кислотоупорных изделий из глин Бускульского и Веселовского месторождений
- Применение гранодиорита и фельзита в качестве отощителя и плавня в производстве кислотоупорного кирпича
Влияние состава, свойств и количества жидкой фазы на свойства керамических материалов
Муллит образуется при нагревании глинистых минералов в результате экзотермической реакции в интервале температур 1150—1300 С [16]. Оксиды-плавни, содержащиеся в глинах [17—19], как и специально введенные добавки [20— 22] снижают температуру образования муллита.
При обжиге каолинитовых глин муллит образуется в интервале температур 1100-1200 С [22, 23], а синтез его зависит от количества и природы содержащихся в глине примесей. Температура образования муллита понижается с увеличением содержания оксидов плавней. При обжиге каолинито-гидрослюдистых глин температура образования муллита различна и зависит от соотношения глинистых минералов и от содержания примесей. С увеличением содержания гидрослюды уменьшается температура образования муллита. При обжиге каолинитовых глин с примесью монтмориллонита и гидрослюды муллит образуется, в основном, при температуре 1150 С. Образование муллита при обжиге каолинито-монтмориллонитовых глин зависит от соотношения каолинит : монтмориллонит и с уменьшением содержания монтмориллонита температура образования муллита повышается.
По термодинамическим расчетам до температуры обжига глины 1366 К наиболее предпочтительным будет образование из метакаолинита муллита состава AI2O3 : Si02 = 2 : 1 [23]. При дальнейшем повышении температуры обжига увеличивается термодинамическая вероятность образования муллита состава 3 : 2. При обжиге каолинитсодержащих масс образование муллита из метакаолинита идет от состава 2 : 1 или, по крайней мере, от состава с большим содержанием АЬОз, чем в муллите состава 3 : 2. С увеличением температуры обжига происходит упорядочение структуры муллита через метастабильные формы муллита к составу, приближающемуся к ЗАЬОз ЭЮг как более термодинамически устойчивой форме муллита при высокой температуре. При нагревании глин и глинистых минералов происходит дегидратация каолинита в области температур 500-600 С [24-26]. В результате чего формируется химическое соединение состава А12Оз 28Ю2 с решеткой, упорядоченной только в двух направлениях, т.е. метакаолинит. В области 900 С это соединение диссоциирует с последующим объединением однородных структурных единиц (Si-и А1—тетраэдров) в более или менее протяженные группировки аморфных веществ и одновременным ростом равнозначности внутри тетраэдрических связей (960 С). Параллельно иногда кристаллизуется небольшое количество у-А120з или муллитоподобной фазы. В дальнейшем образуются муллит из глинозема и небольшого количества кремнезема и кристобалит из большей части кремнезема.
Реакция образования муллита при нагревании глинистых минералов (на примере каолинита) имеет вид [13, 27, 28]: Al203-2Si02-2H20 -» Al203-2Si02 + 2Н20. Удаление гидратной воды происходит в интервале температур 450-630 С наряду с разложением глинистого вещества. После дегидратации образуется метакаолинит Al203-2Si02. Перестройка метакаолинита в муллит реализуется в интервале 950-1000 С, при этом выделяется аморфный кремнезем: 3(Al203-2Si02) - 3Al203-2Si02 + 4Si02.
Образование муллита идет в две стадии: первая - резкий скачок на протяжении 50-1.00 С [4, 22, 25], вторая - медленное увеличение количества муллита при повышении температуры. Для каолинитовых глин первая стадия заканчивается при 1200—1250 С, для каолинито-гидрослюдистых и каолинито-монтмориллонитовых — при 1100—1150 С. Количество образующегося муллита зависит от химико-минерального 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 1100-1250 С. При дальнейшем повышении температуры содержание муллита увеличивается медленно и сопровождается ростом кристаллов. При обжиге каолинита при 950 С появляется муллитоподобная фаза, которая при 1100—1300 С постепенно превращается в муллит [24]. Структурно неупорядоченный муллит при обжиге каолинитовых глин возникает при 950 С и при дальнейшем повышении температуры приобретает более упорядоченную структуру, постоянный состав и игольчатый габитус [4].
При обжиге каолинито-гидрослюдистых и каолинито-монтмориллонитовых глин муллитообразование происходит в интервале температур 1000-1100 С. В отличие от каолинитовых глин, в этих глинах образуется мелкокристаллический муллит [4, 14, 29, 30]. 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 50-100. При обжиге до 1300 С интервал температур второго периода у каолинито-гидрослюдистых и каолинито-монтмориллонитовых глин составляет 100—150, а у каолинитовых — около 50 [30].
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 каолинито-гидрослюдистых глин в результате разрушения гидрослюды образуется щелочесиликатный расплав при относительно низких температурах, в котором затем растворяется А1203. В результате структурными элементами расплава являются алюмокремнекислородные, кремнекислородные и алюмокислородные группы. В группах Si-O-Al алюминий находится в тетраэдрической координации, а в группах А1-0—А1 — в октаэдрической. Из указанных групп строится кристаллическая решетка муллита [12, 31, 32]. 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 [33].
При изучении влияния химико-минерального состава глин на процессы фазообразования при их нагревании глины можно условно разделить на восемь групп [22, 23, ЗО, 34] : 1) каолинито-гидрослюдистые, 2) гидрослюдисто-каолинитовые, 3) гидрослюдисто-каолинитовые с примесью монтмориллонита, 4) монтмориллонито-каолинитовые с примесью гидрослюды, 5) монтмориллонито-каолинитовые, 6) каолинито-монтмориллонитовые, 7) каолинитовые с примесью смешано-слойного образования гидрослюдисто-монтмориллонитового состава, 8) каолинитовые. При обжиге всех глин образуется муллит, температура образования и количество которого зависят в основном от химико-минерального состава глин. При обжиге малощелочных каолинитовых глин [30] жидкой фазы образуется мало из-за незначительного содержания в них плавней, поэтому образование муллита наблюдается при более высокой температуре, чем при обжиге каолинито-гидрослюдистых глин. Муллит имеет несовершенную структуру, которая совершенствуется с повышением температуры [35].
Свойства образцов на основе Бускульской глины и Северского гранодиорита
Для улучшения свойств кислотоупорной керамики на основе глин в состав шихты вводят добавки. Добавки Li20, Na20, К20, Fe203, FeO, ТЮ2, Sn02, LiF, MgO, CaO, H2B03, BaCl2, MgCl2, CuCl2, ZnCl2 снижают температуру образования муллита [19, 20, 22, 119, 120]. Иногда увеличение количества вводимого минерализатора в шихте вызывает обратное действие [20]. Степень минерализующего действия возрастает с уменьшением радиуса катиона добавки [33, 121].
В массах на основе каолинитовой глины с добавкой до 12 мае. % СаО при обжиге выше температуры разложения СаСОз (1160 К) образуется анортит, синтез которого сопровождается образованием метастабильной фазы «геленит» [122]. В системе щелочные карбонаты — каолинит — кварц выше температуры 800 К термодинамически устойчивыми соединениями являются полевые шпаты (NaAlSisOg и KAlSisOs). При температуре ниже 800 К образуются силикаты натрия и калия. При обжиге каолинитовой глины с добавкой до 5 мае. % Na20 или до 7 мае. % К20 образуется жидкая фаза, преимущественно содержащая Si02 и Na20, К20 [122].
Щелочные катионы в алюмосиликатом расплаве переводят [АЮб]9- в [АЮ4]5-[13, 42, 61, 123]. Поэтому в расплавах А1 входит в состав кремнекислородных комплексов, заменяя связи Si—О—Si на Si-O—А1 и увеличивая размеры комплексов. Замена щелочных элементов щелочноземельными приводит к частичному переходу [AlC ]5- в [АЮ6]9 и дроблению алюмокремнекислородных комплексов, при этом создаются благоприятные условия для превращения кремнезема в кристобалит [124].
С увеличением радиуса щелочных катионов возрастает число связей Si-O—А1 [13, 121, 123, 125]. Как известно, радиус щелочных катионов увеличивается в последовательности Li+— Na+ K+. Так, оксиды в последовательности К20 — Na20 — Li20 снижают температуру образования муллита и в обратной последовательности - содержание кристобалита. Минимальная температура образования жидкой фазы в системе RO - А1203 - Si02 равна 1355 С для MgO, 1240 С - ВаО, 1170 С - СаО [88, 126]. Так как в глине содержатся примеси Fe203 и R2O, то образование расплава происходит при более низких температурах. При добавке щелочноземельных оксидов в каолинитовые глины и каолин катионы R благодаря малому ионному радиусу внедряется в решетку в слой бывших октаэдров [А1-(0,ОЬГ)б] [22, 120, 127, 128]. При 900-1000 С образуется шпинель MgAl204 (при введении MgO). Катионы Mg" и Са снижают температуру образования муллита, так как их ионный радиус (0,74 и 1,04 А, соответственно) меньше, чем у SrO и ВаО (1,2 и 1,38 А, соответственно). Среди щелочноземельных оксидов наибольшей способностью к дроблению алюмокремнекислородных тетраэдров обладает MgO, который способствует образованию кордиерита [22, 65, 67, 127, 129]. Одновременное введение щелочных и щелочноземельных оксидов способствует активному спеканию и улучшению свойств изделий, чем их раздельный ввод [125, 130, 131]. Так, при совместном введении в каолинитовые глины щелочных и щелочноземельных оксидов кристобалит не образуется [49]. При введении MgO совместно с щелочными оксидами снижается температура образования кордиерита на 150-200, чем при изготовлении кордиеритовой керамики [55, 67, 78, 132, 133]. Щелочные оксиды в керамические массы вводят с пегматитом, полевыми шпатами, сподуменом, нефелин-сиенитом, перлитом, кварц-серицитовыми породами (типа фарфоровых камней), мусковитом, специально сваренными стеклами, гидрослюдистыми глинами, каолинами, содержащими слюду, медными и свинцово-цинковыми отходами и др. [44, 113, 125, 134—152]. Щелочноземельные оксиды - с тальком, магнезитом, дунитом, доломитом, асбестовыми отходами, металлургическими шлаками и другими отходами промышленности, а также с углекислыми солями кальция, мелом и др. [20, 71, 82, 94, 113, 125, 128, 138, 143, 153-161]. Материалы, содержащие SrO и ВаО, имеют меньшее распространение, и в производстве строительной керамики их практически не используют [161]. Щелочесодержащие алюмосиликатные добавки: пегматит, геллефлинта, кварцевый порфир и нефелин-сиенит снижают температуру появления жидкой фазы при обжиге керамических материалов. Структура стеклофазы зависит от строения зерен и соотношения кварца и полевого шпата в шихте [136]. Расплав, образовавшийся при обжиге мусковита, интенсивно и при более низкой температуре (1000 С) растворяет кварц, по сравнению с полевым шпатом (1100 С) [44], хотя расплав мусковита имеет большую вязкость в сравнении с вязкостью расплава полевого шпата. Замена калиевого полевого шпата на натриевый существенно интенсифицирует растворение кварца [162]. Тальк усиливает растворение кварца незначительно. Смеси калиевых и натриевых полевых шпатов снижают водопоглощение фарфора тем значительнее, чем ниже отношение ортоклаз/альбит [142]. Раздельное введение натриевого и калиевого шпатов при помоле не так активны в обжиге. Тальк в сочетании с трепелом позволяет улучшить качество кислотоупорных изделий на основе тугоплавких глин [94]. При производстве низкотемпературного фарфора добавку полевого шпата и талька рекомендуется вводить в таком количестве, чтобы содержание их в массе соответствовало R2O 3-4 % и MgO 1,5-2 % [22]. При введении сырого магнезита в глины и при обжиге в интервале 1200-1300 "С всегда образуется кордиерит [127, 159], и интенсифицируется образование кристобалита. Введение шлака в глины обусловливает образование кристобалита за исключением каолинито-гидрослюдистых глин [156]. У масс с добавкой шлаков практически отсутствует рабочий интервал обжига. Оптимальное спекание масс определяется содержанием в их составе плавней (Fe203+RO+R20). Содержание (RO+R20) при определенном соотношении RO/R20 зависит от химико-минерального состава глин (таблица 1.1.3) [35, 163]. Добавка в массы 1 % SiC в виде шликера снижает температуру обжига изделий и способствует повышению их кислотостойкости и термостойкости [31, 94], и при обжиге восстанавливает Fe203 до FeO, а также в присутствии щелочных оксидов образуется щелочежелезоалюмосиликатный расплав, в котором интенсивно растворяются Si02 и А1203 [92, 94].
Технология производства кислотоупорных изделий из глин Бускульского и Веселовского месторождений
Минеральный и химический состав гранодиорита и фельзита при введении их в состав шихт предполагает относительно низкое начало спекания керамических масс. Гранодиорит и фельзит спекаются при 1100 С до нулевого водопоглощения. По химическому составу гранодиорит и фельзит различаются по содержанию Si02, Fe203, щелочных и щелочноземельных оксидов. Содержание А120з в данных материалах различается незначительно. В гранодиорите в сравнении с фельзитом содержится большее количество оксидов железа, кальция, магния и натрия и меньшее количество Si02 и оксида калия. Гранодиорит обладает более низким значением калиевого модуля, чем фельзит. Известно [25], что калиевый полевошпатовый расплав обладает большей вязкостью, чем натриевый и кальциевый, а CaO, MgO, Fe2C 3 понижают вязкость расплава [77, 91, 80]. Можно предположить, что при нагревании гранодиорита образуется менее вязкий расплав, чем при нагревании фельзита, что подтверждается опытными данными. Образец гранодиорита, обожженный при 1150 С, деформируется тогда, когда образец фельзита в этих же условиях имеет стеклянный блеск и четкие грани. О высокой вязкости расплава фельзита в сравнении с гранодиоритом свидетельствует также образование мелкопористой структуры фельзита и меньшая деформация образцов этого материала при обжиге при температурах выше температуры спекания. Вязкость образующегося расплава также повышается за счет растворения кварца [77], содержание которого в гранодиорите составляет 18-20 %, а в фельзите 35— 40 %. При температуре обжига 1300 С образцов фельзита и гранодиорита по данным РФА в них обнаружена единственная кристаллическая фаза кварц в количестве до 10 % в фельзите и около 1 % в гранодиорите. При обжиге порошков гранодиорита и фельзита происходит снижение водопоглощения и уменьшение кажущейся плотности, что свидетельствует о растворении кварца в образующемся расплаве, т.к. при переходе кварца в расплав происходит уменьшение плотности. При обжиге образцов при температуре выше их температуры спекания имеет место вспучивание.
Низкая вязкость расплава, с одной стороны, обеспечивает быстрое спекание, но, с другой стороны, обусловливает деформацию изделий при обжиге. Содержание в расплаве щелочных, щелочноземельных оксидов и оксидов железа понижает вязкость расплава и сужает интервал спекания, а также повышает растворяющую способность расплава по отношению к кристобалиту и кварцу, а, следовательно, повышает кислотостойкость стеклофазы и изделий в целом. Таким образом, при введении гранодиорита или фельзита в состав кислотоупорных шихт на основе Бускульской глины, можно снизить температуру спекания изделий, снизить образование кристобалита за счет растворения его в расплаве, а, следовательно, повысить качество кислотоупорного кирпича. Причем при введении фельзита можно обеспечить более широкий интервал спекания и меньшую деформацию изделий при обжиге, чем при введении гранодиорита. Более высокое содержание в гранодиорите оксидов железа, кальция, магния снижает кислотостойкость стеклофазы. С другой стороны, растворяющая способность расплава гранодиорита по отношению к кристобалиту, предположительно выше, чем у фельзита.
При изучении фазовых превращений, происходящих при обжиге Бускульской глины, можно установить достоинства и недостатки применения ее в производстве кислотоупоров. Фазовый состав изделий во многом определяет их свойства. Существуют определенные приемы для изменения фазового состава керамических материалов, одним из которых является введение плавней. По результатам исследования свойств гранодиорита и фельзита установлено, что они могут быть использованы в качестве плавней. Исследование фазовых превращений, происходящих при нагревании гранодиорита и фельзита, позволит предположить и объяснить механизм действия добавки на фазовые превращения при обжиге Бускульской глины.
Изучение фазовых изменений, происходящих при нагревании фельзита и гранодиорита, проведено с использованием высокотемпературного рентгенофазового анализа при температурах: 50, 170, 270, 450, 580, 950 С. Кроме того, выполнен рентгенофазовый анализ образцов, обожженных при температурах 1000, 1050, 1100, 1150, 1200 С и определено содержание основных фаз: муллита, кварца и кристобалита.
Рентгенограмма исходной глины Бускульского месторождения приведена на рисунке 3.2.1 (а). По данным РФА в таком материале основными фазами являются каолинит и кварц. Содержание кварца составляет 13 %.
Рентгенограммы образцов глины, обожженных при температурах 1100, 1150, 1200 С, приведены на рисунке 3.2.1 (б, в, г, соответственно). На всех рентгенограммах наблюдаются пики, соответствующие муллиту, кварцу и кристобалиту. Это свидетельствует о том, что минеральный состав глины при термообработке существенно не меняется. Однако изменяется количественное соотношение фаз. Видно, что содержание кварца с повышением температуры обжига уменьшается, а содержание муллита и кристобалита - повышается. Зависимость содержания кристаллических фаз (кварца, муллита и кристобалита) от температуры обжига по данным количественного РФА представлены на рисунке 3.2.2. Содержание муллита в обожженной Бускульской глине, рассчитанное по химическому анализу, составляет 46-52 %. При обжиге чистого каолинита теоретически может образоваться 55 % муллита, монтмориллонита — 39 %.
Повышение содержания муллита с 36 до 38 % при обжиге в интервале 1100-1200 С незначительно (рисунок 3.2.2), при этом содержание кристобалита увеличивается с 12 до 19 %, а количество кварца уменьшается с 9 до 2 %. Уменьшение содержания кварца связано с частичным его переходом в кристобалит и растворением его в образующемся расплаве. Кристобалит кристаллизуется также из аморфного кремнезема, выделяющегося при разложении каолинита.
Гранодиорит в природном виде представлен альбитом, кварцем, роговой обманкой, ортоклазом и анортитом. Рентгенограммы гранодиорита, полученные при фиксированных температурах 50, 170, 270, 450, 580 и 950 С, приведены на рисунке 3.2.3. Из рентгенограмм следует, что в данном интервале температур значительных изменений фазового состава в гранодиорите не происходит. Интенсивность пиков кварца и других фаз остается неизменной.
Применение гранодиорита и фельзита в качестве отощителя и плавня в производстве кислотоупорного кирпича
На основании проведенных исследований можно предположить, что введение гранодиорита и фельзита в шихту на основе Бускульской глины приведет к снижению температуры спекания материалов за счет образования расплава при более низких температурах, чем при обжиге глины. С повышением температуры обжига и содержания гранодиорита или фельзита в шихте количество расплава будет увеличиваться, а, следовательно, будет увеличиваться склонность изделий к деформации при обжиге. Наличие расплава при низких температурах может повлиять также на фазовый состав материалов, что, в свою очередь, приведет к изменению свойств. В связи с этим необходимо исследовать влияние состава шихт на основе Бускульской глины на фазовые превращения и физико-керамические свойства материалов и поведение смесей глины с гранодиоритом и глины с фельзитом при нагревании.
Влияние содержания гранодиорита или фельзита в шихте на свойства образцов и образование фаз при обжиге исследовано на составах с различным соотношением глина : плавень. В качестве плавней использованы зернистые порошки гранодиорита и фельзита фракции 5-0 мм. Для изготовления образцов использованы порошки после сухого помола в керамической мельнице с фарфоровыми мелющими телами до полного прохода материала через сито № 0063. Молотая глина просеяна через сито № 05. Смешение глины с гранодиоритом и фельзитом осуществлено сухим способом. Затем шихта увлажнена водой и тщательно перемешана. Для устранения образования комков готовая масса протерта через сито № 1. Из приготовленной массы спрессованы образцы-цилиндры диаметром 36 и высотой 12-15 мм под давлением 30 МПа. Образцы высушены на воздухе в течение суток, а затем в сушильном шкафу при температуре 100-105 С. Обжиг образцов проведен при температурах от 1000 до 1200 С с интервалом 50. На полученных образцах определены физико-керамические свойства: открытая пористость, водопоглощение, кажущаяся плотность и кислотостойкость. Методом количественного РФА определено содержание муллита, кварца и кристобалита.
Физико-керамические свойства образцов на основе Бускульской глины и гранодиорита изучены на образцах, изготовленных из шихт, составы которых приведены в таблице 3.3.1. Расчетный химический состав шихт представлен в таблице 3.3.2. К оксидам-плавням относятся: Fe203, R2O, RO. Из таблицы 3.3.2 следует, что с увеличением содержания гранодиорита в шихте возрастает содержание оксидов-плавней от 5,93 до 17,34 %, кремнезема от 56,04 до 66,50 % и снижается содержание глинозема с 37,52 до 15,39 %. Содержание свободного кварца в шихте значительно не изменяется.
Свойства обожженных образцов приведены в таблице 3.3.3 и на рисунках 3.3.1. В интервале температур от 1000 до 1100 С (таблица 3.3.3) интенсивно спекаются все составы шихт. Водопоглощение обожженных образцов при 1000 С составляет 13-19 %, увеличиваясь в ряду «Г20» «Г40» «Гл» «Г60» «Г80» «Гр». Наименьшее водопоглощение (около 0 %) имеют образцы из гранодиорита, обожженные при 1100 С, в то время как водопоглощение остальных составляет 3—5 % и оно изменяется в том же порядке. Наиболее интенсивно спекается шихта «Гр». При температуре обжига 1150 С образцы «Г20», «Г40», «Г60», «Г80» имеют водопоглощение около 0 %, «Гл» - 1 %. При обжиге образцов, содержащих гранодиорит более 60%, происходит их вспучивание.
Плотность образцов состава «глина — гранодиорит» интенсивно повышается при обжиге в интервале 1050-1100 С (таблица 3.3.3). При дальнейшем увеличении температуры плотность резко уменьшается из-за вспучивания. Образцы шихт «Г60» и «Г80» достигают максимальной плотности при температуре обжига 1100 С. Дальнейшее повышение температуры на 50 приводит к увеличению плотности, и на образцах появляются признаки пережога (выплавки, темный цвет). Плотность образцов шихт «Гл», «Г20», «Г40» увеличивается вплоть до температуры 1200 С, причем признаки пережога появляются только у образцов из шихты «Г40». При обжиге чистого гранодиорита (шихта «Гр») максимальная плотность, равная 2,60 г/см , достигается при температуре 1100 С. Повышение температуры обжига еще на 50 вызывает вспучивание образцов, и как следствие этого, происходит резкое понижение плотности (таблица 3.3.3).
Из данных таблицы 3.3.3 следует, что с введением гранодиорита в состав шихт снижается температура спекания образцов, которая составляет для образцов из шихты «Гл», «Г20» - 1200 С, «Г40», «Г60», «Г80» - 1150 С, «Гр» - 1100 С. При этом сужается интервал спекания и составляет для образцов из шихты «Гл» 1075-1250 С, «Г20» 1060-1200 С, «Г40» 1075-1150 С, «Г60» 1100-1150 С, «Г80» 1100-1150 С, «Гр» 1085-1100 С. Снижение температуры спекания выгодно с технико-экономических позиций, т.к. приводит к уменьшению затрат на обжиг изделий. Сужение интервала спекания затрудняет процесс обжига и приводит к увеличению брака за счет градиента температуры по высоте садки изделий в печи. Материалы с интервалом спекания менее 50 повышают вероятность выпуска некондиционных изделий.
