Файл: Строение и свойства стеклокристаллических материалов на основе горных пород и шлаков (г. Чимкент, 8-10 октября 1974 г.) [сборник статей] 250-летию АН СССР посвящается.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 181

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

С увеличением содержания кремнезема в шлаковых раопла* вах увеличивается прочность и киолотоотойкость литых изделий. Следует отпоить, что увеличение концентрации кремнезема выше 54-55% приводит к повышению содержания остаточного отекла и, оледовательно, к некоторому снижению прочности, что нехела- 1 ельно •

Таким образом, изучение свойств шлаковых расплавов и полученных на их основе изделий позволило определить техноло­ гические возможности получения >озличных материалов. Так для получения литых изделий типа каменисто литья рекомендуется состав 3 (шлак, корректированный 10% кварцевого песка), для получения стеклокрнсталличеоких материалов типа шлвкооиталлов. оптимальным является состав 5 (шлак, корректированный 20% кварцевого песка!.

Основные о'зойства материалов, полученных на основе ука­ занных составов и термообработашшх по оптимальному режиму,

приведены в

таблице

3.

 

 

Таблица 3.

 

 

Основные

свойства шлакового

 

 

 

 

 

 

литья

и шлзкоситалла

 

Показатели

j

шлаковое литье

{ Шлакоситалл

Удельный вес,

r /c u J

 

2,95

2,9

Водопоглоцение, %

 

0,12

0,0

Прочность на сжатие, кг/ом^

3000

5000

Прочность

на

изгиб, кг/сы^

600

1400

Истирание

на круга

Баушингера,

0,06-0,08

0,02

 

 

кг/см2

 

1050

1140

Тоыпература размягчения, °С

Коэффициен^ли^ейного раоши-

95

86

Киолотоотойкость,

%

 

 

 

99,4

в конч. Н^ЗО^

 

 

99,0

в 20%

НС6

 

 

93,9 .

99,2

Щелочеустойчивость, %

 

98,6

99,0

в 35% Ь/аОН

 

 

Размер зерен

криоталлов,

 

80-100

1-5

микрон

 

 

 

260


Данные, приведенные в таблица 3, показывают, что путем изменения соотава шлаков представляется возможность получения шлаковых материалов о широким диапазоном физико-химических и механических свойств.

Ли т е р а т у р а :

1.И.И.Китайгородский, Я.М. Павлушкин, С.В.Петров, Возыож - ность использования шлаков цветной металлургии для произ­ водства отеклокриоталличеоких материалов, и, "Цветные ме­ таллы" !k 7, 1966.

2.М.Г.Тохмуратоэ, С.Т.Сулейманов и др. Возможность получе­ ния отеклокриоталличеоких материалов из обогащенных шла­ ков свинцового производства. В кн. "Теория и практика про­

изводства камнелитых труб", Чимкент, 1970 г.

3.

и.Т.Сулейманов, Юсупова А.И.

и др.

Свойотва шлакооиталлов

.

из свинцово-цинковиотых шлаков. Веотник АН Каз.ССР Кз 10,

 

1970.

 

 

 

 

4.

А.И.Юсупова.

Литые изделия

из шлаков цветной

металлургии

 

Казахстана, ж. "Строительные

материалы", fc 6,

1970.

5.

Н.Ц.Липовокий* В.А.Дорофеев.

"Основы петрургии", ы., 1972.

6.

Г.Л.Лагунов,

Свойотва и технология

шлаковых строительных

 

материалов.

М., I9A9 г.

 

 

 

М.Д.ЩЕГЛ03А, З.Б.ЗАПОРОлЕЦ, Л.В.МАЩЕНКО, Е.Д.ЛЕоШНКО, И.Г.ЗДАНОВИЧ

СИНТЕЗ МДРГАНЕЦСОДЕРДАШ отеклокриоталличеоких

МАТЕРИАЛОВ 3 СИСТЕМЕ СаО - Мл0 - S i02

В пооледнее время проводится обширная работа по исполь­ зованию отходов металлургических предприятий о целью получе­ ния отеклокриоталличеоких материалов.

Насяду с доменными и отвальными шлаками цветной метал­ лургии практический интерес предотевляет использование оиликомарганцезых шлаков феррооплавного пр'изводства.

Выход оиликоыарганцезых шлаков ооотавляет 750 тыо.т. в сод. Силикомарганцевые шлаки отнооятся к кислым шлакам, харак­


теризуются высоким одержанием

окислов марганца (до 20%) и

могут быть отнеоены к системе

СаО -

ЛО - S i02.

С целью разработки и выбора

составов марганецсодерла-

щих стекол о удовлетворительными технологическими свойствами, пригодными для получения стеклокристаллических материалов, синтезирована серия стекол в системе СаО - МлО - 5'i02 в при­

сутствии Ae20 j

И

V a20

 

Окиолы

 

2^3 и

вводились для того, чтобы пони­

зить температуру

варки

стекол, улучшить их техыологичеокие,

свойства.

 

 

 

Иоследовалиоь три оерии стекол, в которых содержание эакиои марганца изменялось от II до 16 иол.% через I иол.% о

различным соотношением

S i0 2 и СаО.

Соотношение

 

^(0 2

$ СаО

в иооледуемых стеклах

ооотавдяло 5;

3,5;

2,6.

 

 

 

Содержание окиолов колебалооь в пределах (мол.%):

S i0 2 -

54,60

66,75;

СаО -

13,35

*

22,25

 

НПО

-

11,0

+ 16,0 ;

АСг03-

5,04

+

5,34

 

Л/а20

-

3,36

*

3,56;

 

 

 

 

 

Шихты ооатавлялись из химически чистых компонентов. Нооледуеыые ооотавы варилиоь в корундизовых тиглях в лаборатор­ ной оилитовой печи при 1450° о выдермокой в течение 2,5 часа. Оценка качества стекол производилась визуально.

Вое отекла хорошо проварива/|иоь, осветлялись, удовлет­ ворительно отливалиоь и не кристаллизировались при выработке, 1 . 9, в изученном участке оиотемы имеется область составов с добавками AtJgOj и hja20, пригодных для получения отекол пси оравиительно невысокой температуре.

С целью определения возыожности“получ9ния в системе CaO-MnQ-SiOg отеклокриоталличеоких материалов определялась криотаплиаационная опоообнооть методом отабильного падения температур оовмаотно о дифференциальным термическим анализом. Результаты исследования показали, что на кристаллизационную опоообнооть значительное влияние оказывает отношение окиолов

StOg и СаО. Так в стеклах о отношением £ io 2;CaO * 5 и 3,5 наблюдалась только поверхноотная кристаллизация Наиболее крио- ~тал_ли^ующймйоя оказались отекла о отношением St02:Ca0* 2,6. Неоеход от поверхноотной к объемной криоталлизации происходит при содержании аакиси марганца 12 мол.)6 и уоиливаатоя до 15 чол.% МпО; дальнейшее повышение вакиои марганца приводит к незначительному снижению кристаллизационной.способности.


На реновации полученных денных можно заключить, что о уменьшением отношения <$i02 :Ca0 от 5 до 2,6 т .е . с понижением кислотности расплава, способиооть к кристаллизации увеличи­ вается, что ооглаоуатоя о результатами ряда работ / 1- 2/ .

При изучении кристаллизационной способности методом ДТА в отеклах о отношением <&с02 : СаО «» 5 и 3*5 экзотерми­ ческих эффектов не наблюдалооь, что ср-идетельотвует об отсут­

ствии криоталлизации стекол. В стеклах с отношением SiOi'-CuO^ имеются ярко выраженные экзотермические эффекты, за

исключением стекла, содержащего II мол.# МиО.

Температура экзотермического эффекта с увеличением со­ держания закиси марганца повышается с 905° до 9А0°С» Одновре­ менно возрастает высота экзотермического эффекта, которая дос­ тигает максимального значения при содержанки ;«^0, par ом 13 мол#.

Следует отметить, что разница в высоте и температуре экзотермических эффектов для отекол, содержащих закись марган­ ца в количестве от 12 до 16 мол.#, незначительна, что указы­ вает на примерно одинаковые температурно-временные показатели криоталлизации.

 

 

Научение

выделяющихся

кристаллических фаз

производи­

лось

с

помощью рентгеноструктурного

анализа.

 

 

 

 

В продуктах кристаллизации обнаружены минералы буотаыит

СаМл (

S Ю ) ) 2

и браунит Мп203 • MnSt03.

 

 

 

 

Микротвердость с повышением содержания закиси

марганца °

во всех опытных отеклах уменьшается,

что связано

с

увеличени­

ем в

стекле количества немостиковых связей $#-0-Мп.

Прочность

которых меньше,

чем прочность

связи

S i-0 -S l.

 

 

Изменение кристаллизационной способности и микротвердооти стекол, содержащих до 16 мол.# закиси марганца, дает осно­ вания полагать, что закись марганца выполняет роль модифика­ тора, а не отеклообразователя.

Таким образом:

°

1. В системе СаО - МпО-

в присутствии a£,0j и f/a20

имеется обширная область

составов, которые образуют отек­

ло при сравнительно невысоких температурах.

2.

Определены наиболее кристаллизующиеся составы отекол о

 

отношением ^£.02 ;Са0 <= 2 , 6, содержание0закиси марганца в

 

которых находится в пределах от 12 до 16 мол.#,

3.

Выделяющиеся кристаллические фазы ооответотвуют минералам

 

брауниту (Ш12О3 ‘ Mn-SiOj) и бустамиту СаМп {&сО$)г.,

263


Л и т з - р а т у р а

Jnd., (956, tl5.il:

n , Sez iS40.lt

1. $taxjrrub.ez W ., Л и г е С A ,

A.U. НАЛЗЛЬСКИЯ. ,B. А.Д0Р0ФЗЫЗ., А.Д.КОНДРАТЗНКО

ВЗАЛВДЗЛСТВЛЗ ЛйТО/, синтзтлчаской слюды с РАСПЛАВАМИ СВИНЦА :* ЦДКОГО НАТРИЯ

 

Литая синтетическая олюда состава калиевого фторфлогопи-

та

K/lic/iiSin RCOioJ

(SKi'-Л) /1 -4 / показала себя, как

стойкий материал в расплавах хлоридов (Березняковский и УстьКаманигорскпй титано-магниевые комбинаты), обладающий к тому же высоким электросопротивлением (Л gOQ°C= ■Ю°ом.см). Поэтому применение литой слюды в электролизерах для получения свинца и висмута, а также сверхчистого магния было вполне оп­ равдано. Однакс, тормозом для широкого применения СКМ-Л'было отсутствие данных тю взаимодействию олюды с распла­ вами свинца и едкого натрия. С этой целью были проведены ио - следования по определению растворимости и взаимодействия

СКЫ-Л с расплавами свинца и едкого натрия.

v

Для изучения вэаимодействия С*Ш-Л с расплавами свинца и

едкого натрия изготавливали образц_, представляющие

собой

караллепипеды размером 50 х АО х 30 мм с засверленными отвер­ стиями диаметром 9 мм, которые загружали свинцом или едким натрием, нагревали и выдерживали в изометрических условиях в течение заданного времени, после чего закаливали в воде. Изу­ чение закаленных образцов проводили под микроскопом ЦБС. Хими­ ческий и петрографический анализы показали, что на границе слюда - расплав свинца при 700°С и 24-часоьоц выдержке в слабоокислительной атмосфере образовывалась пленка массикота (3-Рво) о максимальной толщиной 0,6 мм, которая препятствова­ ла дальней! му проникновению расплава свинца в СКЦ-Л.

Несколько сложнее обстояло дело при взаимодействии слю­ ды с расплавом едкого натрия. Р этом случае наблюдалось растворение и частичная диффузия едкого натрия в слюду. Однако максимальное проникновение расплава в слюду не превышало 1,15-1,17 мм при 7С0°С и 32-часозой выдержке. Дальнейшее увели­ чение выдержки не приводило к существенному росту диффузно­

го олоя, содержащего (в ес .# ): SLOf.- 22,16;

0,20#;

2 в ^