Исследование термических свойств углеродсодержащих огнеупорных материалов, полученных из отходов металлургических производств в режиме СВС

Аннотация

Данная работа посвящена технологии получения СВС-методом углеродсодержащих огнеупоров с максимальной трансформацией легкоплавких фаз в тугоплавкие с использованием отходов металлургии ферросплавного производства, а также исследованию теплофизических свойств, состава и влияния удельных тепловых потоков на температурные напряжения в условных гипотетических слоях полученных углеродсодержащих СВС-огнеупорных изделий. В качестве сырья использовали шлаки рудотермических печей и кеки, получаемые мокрым улавливанием и фильтрацией осадка пыли. Предложена и опробована технология самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), по которой в процессе окислительно–восстановительной реакции алюмотермического горения восстановленные металлы, взаимодействуя с углеродом, образуют тугоплавкие карбиды. Легкоплавкие силикаты (фаялит, оливин, монтичеллит и др.) распадаются и оксиды кремния различной модификации вступают в реакцию с оксидом магния, образуя тугоплавкий форстерит, а с оксидами железа, образуя магнезиовюстит (MgOFeO) и магнезиоферрит (MgOFe₂O₃), тем самым минимизируя количество плавней в материале. Установлено, что в процессе СВ-синтеза количество силикатов монтичеллита, фаялита) снижается до 0,8-1,5% и увеличивается количество огнеупорных компонентов, в том числе карбида кремния. Рассчитаны температурные напряжения и удельные тепловые потоки при скорости нагрева рабочей поверхности от 4,3 до 55 ^оС/мин с изотермической выдержкой изделий при 1300 ^оС, установлена термическая стойкость.