Вся электронная библиотека >>>

 Древесные отходы >>>

 

 

Огнеупоры и их применение


Раздел: Учебники

 

2.2.1. Материалы на основе силикатов и глинозема. Кремнеземистое сырье

 

 

Кремнезем (Si02) — наиболее распространенный в природе окисел, содержание которого в земной коре составляет около 60 %. Si02 встречается в природе в трех различных кристаллических формах: в виде кварца, тридимита и кристобалита.

Кварц — кристаллическая форма Si02, устойчивая при температуре <870 °С, обладает двойным преломлением и встречается в двух формах, из которых одна вращает плоскость поляризации вправо, другая — влево. Устойчивая при обычной температуре форма называется а-кварцем. При нагреве >575 °С а-кварц превращается в (5-кварц, являющийся сырьем для производства динаса.

Тридимит — стабильная модификация кристаллического кварца в интервале 870—1470 °С. При очень быстром охлаждении ниже 117°С тридимит превращается в ромбическую модификацию а-тридимит, а при нагреве выше 117°С а-тридимит переходит в р-тридимит.

Кристобалит — форма двуокиси кремния, £ устойчивая выше 1470 °С и вплоть до темпера- „дл туры плавления (1705 °С), также существует в двух формах: низкотемпературной а и высокотемпературной р.

Кварцевое стекло — аморфная модифика1 ция в виде окисла Si02, которая построена не из его молекул, а из атомов кремния, связанных через атомы кислорода таким образом, что формируется сетчатая структура.   •

Диаграмма состояния Si02 показана на  12, а свойства основных модификаций кремнезема приведены в табл. 4.

Сырье, содержащее Si02, может быть кремнистым (кремнезем) и мелкозернистым (кварцевый песок). В Японии используется в качестве огнеупорного сырья кремнезем разных видов: сложный, рекристаллизационный, жильный и др.

Сложный красно-белый и сине-белый кремнезем является основным сырьем для динасо- вых изделий. Красновато-коричневые или зеленовато-серые вкрапления кремнистого сланца, перемежаясь с белыми прожилками кварца, образуют своеобразный узор красно-белого кремнезема. Красный цвет обусловлен присутствием гематита, а зеленовато-серый — магнетита, хлорита, вюстита. Железо иногда почти не выявляется. Белый цвет по магматической теории обусловлен наличием жильного кварца вторичного проникновения, а по осадочной теории — жильного кварца, сформировавшегося под воздействием гидротермальных изменений в кремнистом сланце. Месторождения сложного кремнезема в виде линз залегают в палеозойском кремнистом сланце, роговике, шалштейне. Японские разработки сложного кремнезема находятся в префектурах Ниигата, Гифу, Фукуи, Киото, Хёго, Токусима, Коти, Эхимэ, Ямагути, Оита, Кумамото. Наиболее представительными разработками считались рудники Киото, Xenj, Фукуи. Однако с уменьшением запросов объем разработок постепенно сокращается. В настоящее время осталось только несколько рудников с белым кремнеземом в преф. Хёго (кремнезем Хата), преф. Фукуи (кремнезем Вакаса) и преф. Оита (кремнезем Ёура).

Рекристаллизованный кремнезем — это кварцевый сланец белого цвета, образованный из песчаника под сильным метаморфическим воздействием. В Японии он залегает пластинами и линзообразно в метаморфических породах горной системы Рёкэ. Его месторождение разрабатывают в преф. Аити (кремнезем Микава). До первой мировой войны добывали также в Китае в районах портов Дальний и Порт- Артур.

Жильный кварц, содержащий аплит и пегматит, залегает вместе с гранитом и рудными месторождениями металлов. Раньше в огнеупорной промышленности он почти не использовался, в настоящее время частично поставляется из Юж. Кореи.

Мягкий кремнезем образуется в результате выветривания песчаника, кварцевого сланца. В основном используется для огнеупоров. Разрабатывают на Хоккайдо (район г. Кокура), преф. Аити (район Микава), преф. Окаяма (район г. Тайхэй, в одном месторождении с пирофиллитовым сырьем и росэки).

Кварцевый песок — осадочные породы конца третичного периода, разрабатываемые в преф. Аити (г. Сэто), Гифу (г. Тадзими), посредством отмучивания глины гайромэ или нынешнего периода — речной песок. Кварцевый песок используют главным образом для стекловаренной и керамической промышленности. В последнее время его начали применять частично и для изготовления огнеупоров.

Геологическое месторождение — лакэтнгае в- кремнисто-сланцевом диабазовом туфе палеозойской эры; разработка горизонтальная <штрековая); применяют для изготовления кремнеземистых изделий. Месторождение такое же; разработка открытая; применяют для производства кремнеземистых изделий. Пластовое месторождение палеозойской эры; разработка открытая; используют для производства кремнеземистых изделий и кремнезе- шистых мэсс

Залегает в виде кварцевого пейса в метаморфическом поясе Риокэ-Абукума; разработка открытая; использование такое же. *» Пластовое месторождение палеозойской эры; разработка открытая; использование такое же.

Гидротермальный, залегает в одном месторождении с росэки; разработка открытая; применяют для неформованных масс.  Пегматитовый или жильный кварк, залегает вместе с гранитом; разработка открытая; применяется для производства кварцево-кремне-

породы Олнгоцена третичного периода кайнозойской эры; разработка открытая; применяют для характеристика: коэффициент термического расширения — малый, удельная теплопроводность — низкая, электрическо «сопротивление, — большое; применяют для производства плавленых кварцевых изделий.

Кремнезем претерпевает много термических превращений, которые можно разделить на две большие группы: быстро- и медленнопро- текающие.

Первый случай: а-кварц p-кварц (при 573 °С), а-тридимит ^ р1-тридимит (при 117 °С), Pi-тридимит Р2"тридимит (при 163 °С), а-кристобалит Р-кристо- балит (при 240—270 °С). Все эти кристаллические превращения протекают с большой скоростью при достижении указанных температур.

Второй случай: р-кварц^>-Р2-тридимит (при 870 °С), Р-кварц—> р-кристо- балит при 1250 °С, Р3-тридимит—> p-кристобалит при 1470 °С.

Эти превращения протекают довольно медленно. Температура превращения сравнительно долго держится на указанном уровне, поэтому необходимо добавлять минерализаторы. Превращение начинается с поверхности кристалла, а затем постепенно переходит внутрь. Микроструктура тридимита и кристобалита показана на  14.

Согласно  15, линейное расширение происходит почти до 600 °С (кривые 2 и 5), а начинается с 230 °С (I) и продолжается во всем температурном интервале; линейные размеры уменьшаются с 550 °С (4), с 750 °С .

Огнеупорная номенклатура Японии считается уникальной, поскольку японское сырье (глины и минералы) имеет свой специфический минералогический состав. Каждое месторождение росэки имеет свой минералогический и химический состав, свою кристаллическую структуру.

Пирофиллитсодержащее сырье называют росэки, что означает «восковой камень». Однако в чистом виде росэки встречается в природе мало. Обычно росэки объединяет несколько минералов; пирофиллит, серицит, каолин, кварц, диаспор. В зависимости от количества последних минеральное сырье росэки делят на следующие типы: пирофиллитовое, серицитовое, каолиновое и т. п. Из росэки можно извлекать й другие минералы, например каолин.

Диаграмма состояния минералов росэки показана на  16. Минералогические свойства пирофиллита, серицита и диаспора, содержащихся в росэки, приведены в табл. 6.

Низкосортный твердокаменистый росэки в Японии принято называть тосэки. Огнеупорность и пластичность тосэки ниже, чем росэки. Основными слагающими тосэки являются кварц и серицит. Другими компонентами могут быть глинозем и каолиниты. Основные месторождения росэки в Японии расположены в западной части о. Хонсю в префектурах Хёго (Отидани), Окаяма (Мицуиси, Есинага, Фукуватари), Хиросима (Сёкодзан), Нагасаки (острова Гото). Большие партии сырьевого росэки поставляет Японии Южная Корея, в основном из месторождений в провинциях Чолла и Кёнсан-Намдо.

Горная порода росэки гидротермальнометасоматического происхождения залегает в кислых вулканических породах или в обломочных отложениях этих пород. Характеристика месторождений росэки и его основной состав приведены в табл. 7, 8. Кривые линейного расширения различных горных пород росэки показаны на  17.

Пирофиллитсодержащий росэки используется в качестве сырья для огнеупорных изделий при кладке футеровки в вагранках, поддонах, ковшах и др. Раньше считали, что подходящим сырьем для огнеупоров являются минералы с небольшими вкраплениями серицита, так как при таком составе обеспечивается хорошая спека- емость с малым расширением. Во время службы такие огнеупоры несколько разбухают, что продлевает срок их службы. Для повышения стойкости ковшевого кирпича из пирофиллита росэки к разъеданию используют низкощелочное сырье, а для сохранения на рабочей поверхности пленки из двуокиси кремния с высокой вязкостью используют сырье росэки с высоким содержанием Si02. Чтобы избежать добавления связующей глины, зачастую применяют чистое сырье росэки.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Огнеупоры и их применение

 

Смотрите также:

 

КЛИНКЕР. Характеристика клинкера. Качество цементного клинкера

...вступившего в реакцию с другими оксидами, и суммарным содержанием в клинкере глинозема и оксида железа (%)
СМ определяет в цементе отношение между минералами-силикатами и...

 

Глиноземистый цемент и его разновидности. Бокситы. Безусадочные...

Бокситы - горная порода, состоящая из гидратов глинозема (А1203 • пИ20) и примесей (в
Кроме того, в нем присутствуют: СА2, С12А7; двухкальциевый силикат C2S, отличающийся, как...

 

ГЛИНОЗЕМНЫЙ ЗАВОД. Производство глинозёма. Гидрохимический...

— производит глинозем — прокаленную, достаточно чистую окись алюминия—А1203
щелочной алюминат Na20»Al203, а кремнезем связывается в нерастворимый двухкальциевый силикат.

 

ЖАРОСТОЙКИЙ БЕТОН на силикатном цементе, глиноземистом цементе...

Изготовляется на силикатном цементе, глиноземистом цементе или растворимом стекле, с введением тонкомолотых наполнителей и жаростойких заполнителей.

 

МАТЕРИАЛЫ ИЗ ОТХОДОВ МЕТАЛЛУРГИИ. Доменные шлаки....

...окерманит 2CaOMgO-2Si02, мервинит 3CaOMgO-2Si02, двухкальциевый силикат 2CaOSi02
Нефелиновый (белитовый) шлам получают при извлечении глинозема из нефелиновых пород.

 

Силикатный кирпич. Производство силикатного кирпича

Производство силикатного кирпича ведут двумя способами: барабанным и силосным
Сырье и производство. Состав и особенности твердения глиноземистого цемента.

 

Силикатные бетоны. Крупноразмерные изделия из силикатного бетона

Автоклавная обработка — последняя и самая важная стадия производства силикатных изделий.
Глиноземистый цемент. Сырье и производство.

 

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА. романцемен, известь...

Схватывание и твердение романцемента основано на гидратации силикатов и алюминатов кальция
Нефелиновый шлам получают в виде отхода при производстве глинозема, в нем...

 

Глиноземистый цемент - быстротвердеющее (но нормально...

§ 5.17. Глиноземистый цемент. • Глиноземистым цементом называют быстротвердеющее (но нормально
Производство силикатных изделий. Тяжелый силикатный бетон.

 

ЦЕМЕНТ ГЛИНОЗЕМИСТЫЙ. Бетоны и растворы на глинозёмистом...

Наряду с ним в Ц. г. могут присутствовать др.алюминаты:5СаО-ЗА1203 и Са0-2А1203,а также силикат кальция — 2Ca0-Si02, геленит — 2Ca0-Si02.