4. Некварцевые огнеупорные наполнители формовочных и стержневых смесей: минералогический состав, свойства, классификация.

Некварцевые материалы имеют либо более высокую, чем у кварца, огнеупорность, либо являются химически нейтраль­ными к компонентам литейных сплавов. В качестве таких ма­териалов применяют: электрокорунд, циркон, дистен-силли-манит, хромиты и магнезиты различных составов, оливиниты, дуниты, шамот, муллит и пр.

Электрокорунд в пылевидном состоянии получают путем электроплавки технического глинозема с по­следующим измельчением и классификацией. Физические свой­ства электрокорунда приведены в табл. 1,1. Содержание Al₂O₃ в электрокорунде должно быть не менее 99,0 %, при­месей - не более: Si0₂ -0,63 %, СаО - 0,13 %, Fe₂0₃ -0,14 %, Na₂0+K₂0 - 0,3 %.

При обжиге чисто­го глинозема переход у-Al₂O₃ в корунд а- Al₂O₃ считается полным. Однако при электроплавке технического глинозема при температурах 1300-1450 С присутствующие примеси пре­пятствуют полноте такого превращения, и поэтому в электрокорунде всегда присутствует бетта-модификация Al₂O₃. Содержаниее такой фазы определяется содержанием щелочных и щелочно-земельных окислов; бетта-глинозем ухудшает свойства корунда. Большинство специалистов по огнеупорным материалам рекомендуют обжиг у-глинозема осуществлять при температурах 1450-1700 С и использовать корунд в тонкодисперсном состоянии. В резу­льтате огнеупорные изделия имеют практически полную хими­ческую инертность к расплавам и меньшую усадку из-за от­сутствия модификационных превращений.

Цирконовый концентрат, использу­емый главным образом в противопригарных покрытиях, пред­ставляет собой ортосиликат циркония ZrSiO₄, Выпускаемей цирконовый порошок имеет следующей химический состава: ZгО₂ -58-62%; SiO₂ - 32-34%; Fe₂0₃ - 0,5-1,0 %; Ti0₂- 0,1-0,2 %; Al₂O₃ - 0,4 -0,6 %; MgO - 0,1-0,2 %; остальное - потери при прокаливании.

Циркон является химически инертным материалом по от­ношению к жидким сплавам, не претерпевает полиморфных превращений.

Дистен -силлиманит представляет собой смесь двух минералов: дистена и силлиманита, имею­щих общую формулу Al₂O₃* SiO₂ и отличающихся кристаллогра­фическим строением.

Дистен-силлиманит при температуре 1298-1348 С превращается в муллит 3Al₂O₃* SiO₂. При таком пре­вращении выделяется SiO₂ и объем минерала увеличивается на 15 %. Предварительный обжиг с целью частичной муллитизации при температурах выше 1000 С позволяет предотвра­тить термическое расширение противопригарных покрытий.

Хромистые железняки - содержат в разном количестве минералы хромит FeCrO₄ магнохромит (Mg, Fe) Cr₂O₄, алюмохромит (Fe, Mg) (Сг,А1)₂0₄.

Хромистый железняк поставляется агломерационными фаб­риками в размолотом виде. В технических условиях указано: размер зерна не более 3 мм, содержание оксида хрома не менее 36 %, закиси железа не более 13 %, оксида кальция не более 1,5 %. Основным показателем качества хромистого железняка является отношение Cr₂O₃/FeO, чем больше отноше­ние, тем выше его качество. Огнеупорность хромистого же­лезняка (1850-2050 С) снижается, если к нему добавитm глину или песок. Поэтому пригароопасные места форм и стержней облицовывают чистым хромистым железняком с добавкой только связующего. Хромистый железняк имеет постоянный объем при нагреве, химически нейтрален по отношению к расплаву и отличается высокой теплопроводностью. Однако необходимо помнить, что смесь хромистого железняка со. связующим газонепроницаема.

Хромомагнезит – размолотые отходы огнеупоров металлургического производства, огнеупорность – 2000 С, содержание Mg - 45-46 %, Cr₂O₃ - 23-24 %, кроме основных SiO₂ (6-7 %), AI₂O₃ (6-7 %), Fe₂0₃ (10-11 %), CaO (5-6 %). Применяют его для крупного стального литья.

Магнезит - размолотые отходы огнеупоров. МgСО₃ (47,8 %MgO + 52,2 % CO₂) и примеси: карбонаты Са, Fe, Мn, а также кварц и тальк. Удельный вес 3620 кг/м¹, огнеупорность - 2800 С. Чем больше содержание MgO, тем больше температура плавления. Применяется в облицовочных смесях для крупных стальных отливок.

Оливиниты и дуниты - природные магнезиальные силикаты с общей формулой R₂S0₄, где R - Mg, Fe, Mn, Ni, Co, Zn, Са, Наиболее часто применяется оливин - (Mg, Fe)₂SiO₄, огнеупорность - 1750-1830 "С.

Шамот Основная фракция шамота концентрируется на трех смежных ситах: для марки 0315 - в количестве не менее 80 %, для марки 063 - не менее 90%. Содержание фракций на верхних и нижних ситах также регламентировано. Химический состав шамота следующий, %; не менее 36 Al2O3, 59,3 SiO₂, 2,0 Ti0₂, 1,5 Fe₂0₃, 0,5 CaO, 0,4 MgO, 0, 15 K₂0. Водопоглощение до 5 %, Тпл более 2023 К.