Файл: Жунина, Л. А. Пироксеновые ситаллы.pdf

825°С в течение 1—5 ч, были сняты термограммы. Как видно из данных ДТА, высота экзотермического пика стекла, кристаллизованного в течение одного часа, зна­ чительно меньше по сравнению с высотой экзопика исход­ ного стекла, что указывает на частичную завершенность процесса кристаллизации. По мере дальнейшего увели­ чения времени выдержки высота экзотермического пика все больше уменьшается, причем форма его становится более размытой, и, наконец, у стекла, кристаллизо­ ванного в течение четырех часов, он совершенно исче­ зает.

Таким образом, оптимальным режимом термообра­ ботки стекла 240 является выдержка на I ступени (650°С) в течение двух часов и на II ступени (825°С) в течение четырех часов.

Правильность разработанного режима кристаллизации проверялась также по изменению некоторых свойств ситалла. Микротвердость, модуль Юнга и предел прочнос­ ти при изгибе растут с увеличением времени выдержки стекла на II ступени термообработки до четырех часов. В дальнейшем эти значения не изменяются. Стекло 240, закристаллизованное по указанному двухступенчатому режиму, имеет наибольшую степень кристалличности, об­ ладает максимальной прочностью и химической устойчи­ востью.

С учетом того, что в производственных условиях крис­ таллизация изделий осуществляется в периодических ка­ мерных печах, нами была проведена с целью сокращения производственного цикла одноступенчатая кристаллиза­ ция стекла, т. е. без выдержки при 650°С. В этом случае скорость подъема температуры до 825°С была меньшей и составляла 100 град/ч. Механическая прочность образ­ цов, закристаллизованных по одноступенчатому режиму, была лишь на 5—10% ниже, чем после двухступенчатой термообработки. Показатели свойств лабораторных об­ разцов стекла и ситалла 240 приведены ниже:

96

Из таблицы видно, что ситалл 240 имеет высокие физи- ко-механические и химические свойства, а следовательно, он может быть рекомендован для изготовления раз­ личных износостойких деталей, мелющих тел, футеровки и других видов изделий для химической и других отрас­ лей промышленности.

9.Получение ситалла 240

вопытно-промышленных условиях

Рецептура ситалла 240 и технология его производства, разработанные в лабораторных условиях, прошли про­ мышленную апробацию и внедрены на Краснодарском стекольном заводе.

Сырьевые материалы (песок, доломит, сода, магнезит, криолит, или фтористый алюминий) обрабатывались в составном цехе завода по обычной технологии, принятой в стекольном производстве. Плавка шихты осуществля­ лась при 1450°С в печи периодического действия произ­ водительностью около 1 т в сутки, отапливаемой природ­ ным газом. Общий цикл варки, осветления и гомогени­ зации стекломассы составлял 16 ч.

Выработка прессованных изделий производится на пневматических прессах при температуре 1250—1270°С. Прессовым способом изготавливали шары диаметром от 18 до 90 мм в секционных формах и блоки размером 125X65X50 мм. Установлено, что из стекла методом цен­ тробежного литья можно изготавливать различные тела вращения (конусы для гидроциклонов и гидроциклоны, патрубки и трубы) и другие изделия (рис. 28).

Рис. 28. Футеровочные блоки и шары, изготовленные из ситалла 240

Режим термообработки двухступенчатый — сначала изделия выдерживаются при 650°С в течение двух часов (I ступень), затем в течение двух часов температура под­ нимается до 860°С и изделия выдерживаются четыре ча­ са (II ступень). После этого печь отключается, и изде­ лия остывают вместе с печью в течение 1,5—2 сут. Вы­ грузка изделий производится при температуре не выше

70°С.

Стекло 240 при указанном технологическом режиме хорошо проваривается, осветляется, формуется, удов­ летворительно заполняет форму в процессе выработки, имеет прозрачный вид или слабую опалесценцию. После I ступени термообработки степень опалесценции возрас­ тает. Готовые изделия белые, имеют плотную однород­ ную структуру, равномерно распределенную по всему объему. Размеры кристаллов менее 1 мкм. Кристалличес­ кая фаза представляет собой диопсидоподобный твердый

раствор.

Пригодность ситалла для работы в условиях высоких ударных нагрузок и сильного абразивного воздействия проверялась в заводских условиях. Ситалловые шары диаметром 25 и 45 мм испытывались в роторной центро­ бежной мельнице-дробилке. Ротор диаметром 500 мм вращался со скоростью 480 об/мин. Скорость вылета ша­ ров составляла около 17—18 м/сек. Высота падения при­

98

мерно 15 м. Шары ударялись о стальные плиты. Подоб­ ные испытания ситалловых шаров моделируют работу шаровых мельниц и мелющих тел.

Удароустойчивость ситалловых шаров диаметром 25 и 45 мм приблизительно одинакова и значительно (в 5 раз) выше, чем фарфоровых шаров и кремниевой гальки.

Износоустойчивость ситалловых футеровочных блоков II других защитных материалов (для сравнения) оцени­ валась по их твердости, которая измерялась с помощью прибора для определения твердости абразивных материа­ лов по глубине лунки*, образованной в результате воз­ действия. 5 и 28 см3 стандартного Вольского песка под давлением 1,5 атм. Установлено, что ситалл 240 по изно­ соустойчивости значительно превосходит шлакоеиталл, каменное литье и кремниевую гальку.

Для определения пригодности ситалла 240 в условиях сильного химического воздействия образцы ситалловых шаров диаметром 45 мм подвергались длительной вы­ держке в статических условиях в различных реагентах. Результаты испытаний показали, что ситалл 240 являет­ ся весьма стойким к действию концентрированных кислот н щелочей. Концентрированные серная и азотная кисло­ ты действуют менее активно, чем кислоты 50%-ной кон­ центрации. Насыщенный раствор КОН оказывает такое же действие, как соляная кислота. Незначительные по­ тери в весе после пребывания в течение 2000 ч в реагенте указывают на возможность использования ситалла 240 для футеровки различной химической аппаратуры и ем­ костей для хранения агрессивных сред.

Пригодность ситалловых изделий для работы в усло­ виях высоких температур определялась по изменению мо­ дуля упругости в процессе нагревания их до температу­ ры 900°С. Испытания показали, что модуль упругости ситалловых брусков размером 159X26, 5X39 мм уменьша­ ется в процессе нагревания лишь на 10% (от 12 кг/см2-10~5 при 20°С до 10 кг/смМО-5 при 900°С). Это дает осно­ вание рекомендовать ситалл 240 для работы в химичес­ ких аппаратах под нагрузкой при высоких температурах.

Технология получения ситалла 240 отличается более низкой температурой варки (1450—1480°С), выработки

* Значения глубины лунки получены как среднее из трехкратных замеров четырех лунок.

9 9

(1270°С) и ускоренным режимом кристаллизации в тече­ ние шести часов при 650—850°С по сравнению с некото­ рыми техническими ситаллами. Существенным преиму­ ществом ситалла 240 является высокая степень белизны.

Основными о.:гребителями изделий из ситалла 24:) являются лакокрасочные заводы, заводы химической и других отраслей промышленности.

Г л а в а VII

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТЕКОЛ ПИРОКСЕНОВЫХ СОСТАВОВ

ИРАЗРАБОТКА СИТАЛЛОВЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ

Сцелью разработки диэлектриков на основе недефицитного сырья было изучено изменение электрических

Для лучшего понимания закономерностей в изменении электрических свойств стекла по мере усложнения соста­ ва последовательно изучалось удельное объемное сопро­ тивление четырех серий стекол трех-, четырех- и пятиком­

мол.%);

IV серия — CaO — MgO — Si02+(xN a20; pAl20 3).

Измерение зависимости электросопротивления стекол от температуры проводилось на хорошо отожженных шлифованных образцах в виде дисков диаметром 30±1 мм и толщиной 2—3 мм с помощью мегометра МОМ-4.

1. Электрическое сопротивление стекол системы СаО — MgO — Si02

Химический состав изученных трехкомпонентных сте­ кол приведен в табл. 6.

Исследования показали, что электросопротивление бесщелочных стекол зависит от суммарного содержания СаО и MgO и практически не зависит от их соотноше-

100