Пошук академічних текстів

Реєстраційний номер

0216U007284, 0115U001504 , Науково-дослідна робота

Назва роботи

Удосконалення технології виготовлення маси із стабілізованого діоксиду цирконію і випуск дослідних партій порошків для плазмового напилення, набивних мас і мертелів із ZrО2 та периклазохромітових порошків.

Назва етапу роботи

Керівник роботи

Шулик Ірина Германівна,

Дата реєстрації

17-06-2016

Організація виконавець

ПАТ "Український науково-дослідний інститут вогнетривів імені А.С. Бережного"

Опис етапу

Об'єкт дослідження - маса з стабілізованого діоксиду цирконію. Мета роботи - доробка технології виготовлення маси з стабілізованого діоксиду цирконію. Методи дослідження - хімічний, петрографічний, електронномікроскопічний, рентгенофазовий. Вивчено вплив температури термообробки (150-2200 °С) на основні показники властивостей зразків із діоксиду цирконію, стабілізованого комбінованою добавкою СаО і MgO, на фосфатній зв'язці. Встановлено, що при підвищенні температури термообробки до 1200-1400 °С відкрита пористість зразків збільшується від 12,8 до 15,7-16,3 % при значеннях уявної щільності, які складають 4,62-4,64 г/см3, це обумовлено процесом дестабілізаціі ZrО2 при цих температурах. Подальше підвищення температури до 1750 °С внаслідок спікання і початку процесу повторної стабілізації призводить до зменшення значень відкритої пористості до 14,4 % при значеннях уявної щільності 4,68 г/см3. Підвищення температури до 2000-2200 °С призводить до незначного збільшення відкритої пористості - 16,9-19,0 % (уявна щільність 4,56-4,58 г/см3), це обумовлено зменшенням кількості закритих і коалесценцією відкритих пор. Зразки у вивченому діапазоні температур характеризуються високою міцністю, що становить 50-74 МПа, і невеликим зростанням - (+0,2)-(+0,9) %. Вивчено процеси фазоутворення зразків з діоксиду цирконію, стабілізованого комбінованою добавкою СаО і MgO, на фосфатній зв'язці в діапазоні температур 150-2200 °С. Встановлено, що найбільш повна взаємодія Р2О5 з заповнювачем і тонкодисперсною зв'язкою зразків відбувається в діапазоні температур 1200-1400 °С і проявляється в значній дестабілізації кубічної фази ZrО2, але не призводить до різкого падіння міцності зразків (міцність при стисненні знижується від 74 до 60 МПа), як при використанні стабілізуючих добавок СаО або Y2O3 (18-24 МПа), що утворюють із Р2О5 кристалічні фосфати, які викликають падіння міцності зразків. Підвищення температури термообробки зразків до 1750-2200 °С викликає розпад фосфатів і призводить до повторної стабілізації ZrО2, що сприяє поступовому зміцненню зразків за рахунок спікання та утворення, починаючи з 2000 °С, пластинчастої структури, яка цементує зерна заповнювача. Встановлено, що в процесі фазооутворення в діапазоні температур 150-2200 °С міцність зразків з розробленої маси є високою, що забезпечує конструкційну міцність футеровки в службі. Виконано дослідження впливу комбінованої фосфатної зв'язки з дигідрофосфату кальцію і ортофосфорної кислоти, взятих у співвідношеннях 1:3, 1:1 і 3:1, на основні показники властивостей зразків із стабілізованого діоксиду цирконію. Розроблено комбіновану фосфатну зв'язку, що складається з дигідрофосфату кальцію і ортофосфорної кислоти у співвідношенні 1:3, застосування якої забезпечує досягнення близьких значень показників властивостей порівняно із зразками на зв'язці з ортофосфорної кислоти (Т випалу - 1580 °С): уявна щільність 4,56 і 4,59 г/см3, відкрита пористість 15,4 і 14,3 %, границя міцності при стисненні 34 і 37 МПа відповідно. Ця зв'язка рекомендується для виготовлення вібролитих складнофасонних виробів, застосування якої дозволить підвищити термін експлуатації металевих форм. В результаті виконаних досліджень удосконалено технологію виготовлення маси з діоксиду цирконію, стабілізованого комбінованої добавкою. Виготовлена на дослідному виробництві інституту дослідна партія маси передана ТОВ "Омсктехуглерод" для випробування в службі і встановлена в футеровку камери горіння реактора виробництва техвуглецю, який у травні 2015 введений в експлуатацію. На склад високовогнетривкої маси з діоксиду цирконію, стабілізованого комбінованої добавкою СаО і MgO, на фосфатній зв'язці подано заявку на передбачуваний винахід. Виготовлено дослідні партії: суміші порошків для набивної маси марки СМЦН-93 і мертеля марки МЦ-93-1 з показниками властивостей, які відповідають вимогам ТУ; порошків для плазмового напилення марок ПЦПК-100, ПЦПК-63, ПБПК-63-1, ПЦПК-40 з показниками властивостей, які відповідають вимогам ТУ; периклазохромітового порошку фракції < 1 мм з показниками властивостей, які відповідають вимогам споживача. Цю вогнетривку продукцію поставлено споживачам на внутрішній і зовнішній ринок (експорт в РФ). Роботу продовжити в напрямку подальшого вдосконалення технології виготовлення маси на основі стабілізованого діоксиду цирконію.

Опис продукції

Удосконалення технології виготовлення маси із стабілізованого діоксиду цирконію.

Автори роботи

Шишковський Д.О.

Додано в НРАТ

2020-04-02