Экзаменационный билет 12
1. Роль добавок электролитов в литейных глиносодержащих шликерах и механизм их действия.
По способу приготовления керамические массы подразделяют на порошкообразные, пластичные и жидкие. Порошкообразные керамические массы представляют собой увлажнённую или с добавкой органических связок и пластификаторов смесь измельченных и смешанных в сухом состоянии исходных минеральных компонентов. Перемешиванием глин и каолинов с отстающими добавками во влажном состоянии (18-26% воды по массе) получают пластические формовочные массы, которые при дальнейшем увеличении содержания воды и с добавкой электролитов (пептизаторов) превращаются в жидкие керамические массы (суспензии) - литейные шликеры.
Шликером называют суспензию (жидкость, в которой частицы твердого вещества находятся во взвешенном состоянии), состоящую из керамических материалов. Литейным называется шликер в виде льющейся керамической массы с пониженным содержанием воды, обычно обусловленным добавлением в эту массу электролита (жидкое стекло, кальцинированная сода).
При изготовлении глазурованных облицовочных плиток первичное давление на этих же прессах составляет 15—20 кг/см2, а вторичное — 150 кг/см2. В отдельных случаях в этих прессах прессовое давление может быть доведено до 400 кг/см2. Производительность коленорычажного пресса СМ-429 при изготовлении плиток размером 10Х10 см составляет от 2640 шт. в 1 ч, для плиток 15X15 см — от 1100 до 1300 и для плиток 20X20 см — от 750 до 900 шт. в 1 ч.
Литье керамических изделий. Формование изделий методом литья основано на способности глин и глиносодержащих масс разжижаться под действием электролитов и образовывать литейные шликеры, представляющие собой льющиеся массы при пониженном содержании воды (30—35%). Эти массы, соприкасаясь с влагоемкими веществами, отдают им часть воды, в результате чего сами загустевают и в конечном итоге становятся пластическими, сохраняя при этом конфигурацию той формы, куда был залит шликер.
Формование изделий литьем осуществляется с помощью гипсовых форм и пористых шамотных лещадок. Преимущества гипсовых форм состоят в том, что они обладают высокой водопоглощаемостью (35%) и достаточной механической прочностью (20—24 кг/см2 величины предела прочности при растяжении в 7-дневном возрасте). В то же время гипс при схватывании и твердении увеличивается в объеме на 1 %. Это дает возможность четко и точно отобразить рельеф модели при изготовлении формы.
Пористые шамотные лещадки как водопоглощающий материал используют в конвейерном производстве глазурованных облицовочных плиток. Отлитые на лещадках плитки на них же и обжигают.
2. Сырьевые материалы, используемые для производства огнеупоров.
Огнеупорные материалы –это материалы применяемые для проведения металлургических процессов (плавка, отжиг, обжиг, испарение и дистилляция), конструирования печей, высокотемпературных агрегатов (реакторы, двигатели, конструкционные элементы и др).
Огнеупорные материалы отличаются повышенной прочностью при высоких температурах, химической инертностью. По составу огнеупорные материалы это керамические смеси тугоплавких оксидов, силикатов, карбидов, нитридов, боридов. В качестве огнеупорного материала применяется углерод (кокс, графит). В основном это неметаллические материалы, обладающие огнеупорностью не ниже 1580°C, применяются практически везде где требуется ведение какого-либо процесса при высоких температурах.
Огнеупоры подразделяются на формованные (изделия) и неформованные (порошки, мертели и т. д.)
ОГНЕУПОРНОЕ СЫРЬЁ - горные породы, используемые для изготовления огнеупорных изделий, сохраняющих свою механическую прочность, форму и размер при воздействии высоких температур.
Огнеупорность определяется "методом пироскопов" (методом конуса Зейгера). Из испытуемого материала изготовляется стандартный конус, который вместе со стандартными пироскопами — пирамидами, имеющими ту же форму, помещаются в печь. За огнеупорность принимается показатель того пироскопа, совместно с которым испытуемый конус, наклоняясь в результате размягчения, коснулся вершиной подставки. Огнеупорность выражается через температуру (°С). Советские пироскопы имеют шкалу, в десять раз меньшую, чем температура, при которой пироскоп вершиной касается подставки. За рубежом конусы Зейгера имеют условную нумерацию.
В зависимости от температуры огнеупорности огнеупорные материалы делятся на огнеупорные (температура размягчения 1580-1770°С), высокоогнеупорные (1770-2000°С) и высшей огнеупорности (выше 2000°С).
По химико-минеральному составу выделяют кремнезёмистые, алюмосиликатные, магнезиальные, хромистые, углеродистые, цирконистые, карбидные и нитридные, оксидные огнеупорные материалы Кремнезёмистые огнеупорные материалы — динас и кварцевое стекло; динас изготовляют из кварцевых пород (кварцитов, кварцевого песка, халцедона) на известковой связке (2-3%). По ГОСТ 9854-81 "Кварциты кристаллические для производства динасовых изделий" содержание SiO2 должно быть не менее 97%; Al2О3 не более 1,6%; Fe2О3 не более 0,7. Динасовые изделия составляют около 50% всех огнеупорных изделий, используемых металлургической промышленностью. Алюмосиликатные огнеупорные материалы — полукислые, шамотные и высокоглинозёмистые огнеупорные материалы, изготовляемые из огнеупорных каолинитовых глин и каолинов, иногда с примесью маложелезистых бокситов. В эти глины всегда добавляется отощающая добавка, преимущественно шамот (предварительно обожжённая до потери пластичности раздробленная глина); как правило, они содержат 22-42% Al2О3 и не более 1,2-5,5% FeO. Высокоглинозёмистые шамотные изделия изготовляются из каолинитовых глин с добавкой глинозёма или из бокситов с невысоким содержанием Al2О3 и TiO2. Могут быть использованы диаспоровые и кианитовые руды, андалузит, силлиманит и др. На долю алюмосиликатных огнеупорных изделий приходится около 70% от всех выпускаемых огнеупоров. Магнезиальные огнеупорные материалы — магнезитовые (периклазовые), доломитовые, форстеритовые и шпинелевые. Для производства огнеупорного материала этого типа используют магнезит, доломит, брусит и магнезиально-силикатные породы — серпентинит, оливинсодержащие породы (перидотит, пироксенит), дунит, тальк с добавкой магнезита. Огнеупоры, изготовленные из магнезиально-силикатных пород, называются форстеритовыми. Хромитовые огнеупорные материалы — хромитовые, хромомагнезитовые и магнезитохромитовые. Для производства этих огнеупоров используется хромит в естественном или переработанном виде. Хромовые руды должны содержать не менее 32% Cr2О3. Чаще используются хромовые руды для производства огнеупоров с добавкой магнезитового порошка 40-50%. Углеродистые огнеупорные материалы — графитовые и коксовые. Графит служит высокоогнеупорной отощающей добавкой в керамические массы при производстве плавильных тиглей и используется для приготовления противопригарной присыпки сырых литейных форм. Цирконовые огнеупорные материалы — бадделиитовые и циркониевые. Карбидные и нитридные — карборундовые и пр. Оксидные — оксидные специальные.
Огнеупорные материалы используются в виде изделий (кирпич, фасонные и крупноблочные изделия) и неформованных материалов (мертелей — порошкообразных масс различной степени измельчения, пластичных масс и жидких смесей). Четыре вида огнеупорных материалов (углеродистые, цирконовые, карбидные и нитридные, оксидные) используются в очень небольших количествах.
Огнеупорные изделия изготовляются различными способами: пилением из естественных горных пород, литьём, пластичным формованием, прессованием, трамбованием, плавлением. По способу термической обработки огнеупорные изделия могут быть безобжиговые, обжиговые и плавленные. Требования промышленности в основном предъявляются не к огнеупорным материалам, а к огнеупорным изделиям.
Огнеупорные материалы применяются при кладке промышленных печей для получения и плавки металлов, получения кокса, обжига цемента, энергетических установок и других теплотехнических агрегатов. Большую часть огнеупорных материалов (около 60%) потребляет чёрная и цветная металлургия. Общее потребление огнеупорных материалов, отнесённое к 1 т выплавляемой стали, колеблется в разных странах от 25 до 100 кг.
3. Современные представления о строении стекла.
4. Технология безопасных стекол. Их свойства и области применения.
Безопасные и упрочненные листовые стекла. Безопасными на зывают такие стекла, которые при разбивании от удара не дают острых осколков. К безопасным относят армированное, закаленное и безосколочное многослойное стекло.
Армированное стекло —- это листовое стекло, внутри которого параллельно плоскости поверхности проложена металлическая сетка Армированное стекло относится к группе безопасных стекол, так как его разрушение не дает падающих осколков. Это позволяет применять его для устройства фонарей промышленных зданий и остекления помещений с повышенными требованиями к безопасности и огнестойкости остекления. Металлическая сетка для армированного стекла должна применяться из проволоки со светлой поверхностью из малоуглеродистой стали ГОСТ 7481-78. Армированное стекло изготовляется также и узорчатое.
Закаленное стекло представляет собой стекло, подвергнутое специальной термической обработке — закалке, в результате чего равномерно распределенные внутренние напряжения,
повышается механическая прочность. При испытании на удар при толщине стекла 5 мм оно выдерживает удар стальным шаром массой 800 г с высоты более 1200 мм.
Особенностью закаленного стекла является «безопасный» характер его разрушения — с образованием мелких осколков с тупыми нережущими краями. Оптические свойства, теплофизические и морозостойкость — после закаливания практически не изменяются.
Закаленное листовое стекло получают двух видов — плоское и гнутое — и широко применяют для остекления скоростного транспорта. В строительстве применяют крупногабаритные панели размером 1200...2500 мм: двери, перегородки, ограждения, полы, потолки. При этом такие панели могут быть прозрачными или непрозрачными, матовыми, узорчатыми идр. Закаленные крупногабаритные окрашенные стеклопанели получили название стемалита.
Безосколочное многослойное стекло состоит из нескольких листов стекла, прочно склеенных между собой прозрачной эластичной пленкой органического происхождения.
Наибольшее распространение получило безосколочное трехслойное стекло триплекс., С помощью закалки или ламинирования это стекло становится безопасным с прочностью, во много раз превышающем прочность обычного стекла.