Дослідження процесу утворення оксидних скломатеріалів за золь-гель технологією

Кіріченко Я.Ю., керівник доц. Карасик Т.Л.

Національна металургійна академія України

Одним із перспективних напрямків в керамічному та скляному виробництві, а також в технології виготовлення різноманітних композиційних матеріалів є використання золь-гель процесів.

Основою золь-гель процесу є перехід дисперсної системи із рідкого колоїдного стану в твердий і включає декілька стадій: приготування золей, конденсація в гель (золь-гель перехід), старіння, сушіння, спікання. Основою золь-гель процесу є метод гідролізу солей і їх наступної конденсації, що визначає структуру, властивості та чистоту кінцевих продуктів.

В роботі досліджено процеси утворення за золь-гель технологією оксидних стекол, які містять в якості склоутворювачів оксиди фосфору та бору. Для отримання золей використовували насичені водні розчини солей літію, натрію та калію, борної кислоти та фосфорну кислоту щільністю 1,69 г/см³. Після зливання розрахованої кількості розчинів їх витримували в атмосферних умовах для старіння, потім сушили при температурі 110-120⁰С , а далі випалювали 20 хвилин при 850-900⁰С. ^. Були отримані тверді композиції різного стану – від прозорого скляного до кристалічного білого. Не вдалося отримати твердий матеріал лише із гелю на основі розчинів KNO₃ та H₃PO₄, який залишився в’язким навіть після випалу.

Деякі прозорі гелі в стадії загущення (до сушки) наносили на металеві пластинки з метою отримання захисного покриття. Після сушки на пластинках утворилась тонка склоподібна плівка, але добру адгезію після випалу показав гель, утворений із розчину Na₂CO₃ та H₃PO₄. Слід відзначити, що при випалі всі покриття спучувались, що може бути пов’язано із залишками води в гелі.

Таким чином можемо зробити висновок про можливість утворення борофосфатних стекол за золь-гель технологією із насичених водних розчинів відповідних солей.

Дослідження по удосконаленню вуглецьвміщуючих пластичних мас для футеровки фурм обезсірчування чавуну

Кузнєцова А.І., керівник доц. Москаленко В.Г.

Національна металургійна академія України

Вибір оптимального складу пластичної вуглецьвміщуючої маси для футерування фурм занурення установки десульфурації чавуну ґрунтувався на наступних основних вимогах: висока стійкість до дії розплавленого металу і шлаку, об’ємопостійність чи наявність невеликого росту при температурах служби, а також значна термічна стійкість і міцність. При розробці оптимального складу вуглецьвміщуючої маси для футерування фурм занурення за основу була прийнята пластична вуглецьвміщуюча маса, яка застосовується в теперішній час для футерування льоток доменних печей. Були проведені дослідження по впливу глинистого компоненту, металургійного коксу і формувального піску на основні властивості пластичних мас.

При зменшенні вмісту глинистого компоненту у складі мас зменшується усадка зразків при температурах служби. Але при цьому різко погіршуються пластичність маси і падає міцність. Встановлена можливість заміни металургійного коксу на ококсовані відходи електродного виробництва без зниження експлуатаційної стійкості футеровок. Добавка 10−15% формувального піску забезпечує необхідний для монолітних футеровок ріст. В результаті проведених досліджень встановлено оптимальний склад вуглецьвміщуючої маси, який доцільно використовувати для футеровок фурм занурення.