Механізм адаптації периклазошпінельних вогнетривів до термоударів

Abstract

У групі периклазошпінельних вогнетривів відбувається зміна динаміки попиту на магнезітохромітові та хромомагнезитові вогнетриви, у фазовому складі яких є MgCr2O4 – магнезіальнохромиста шпінель, що зумовлено екологічною небезпекою будь-яких сполук шестивалентного хрому. Зазначені причини стимулюють пошук альтернативних вогнетривів для заміни хромовмісних. Периклазошпінельні вогнетриви системи MgO – MgAl2O4 погано змочуються розплавом цементного клінкеру і футерування з них не набирає гарнісаж (обмазку), що є обов'язковою технічною вимогою. Потрібна була розробка нового виду периклазошпінельних вогнетривів на основі більш багатокомпонентних оксидних систем. При цьому повинно вирішуватися завдання забезпечення їхньої високої термостійкості. Таким чином, дослідження механізмів адаптації матеріалів системи MgO – Al2O3 – FeO – TiO2, які протидіють термічним напругам у вогнетриві є актуальним. Розроблено новий периклазошпінельний вогнетривкий матеріал, фазовий склад якого модифікований FeO- і TiO2-вмісною заздалегідь синтезованою добавкою. Вогнетриви з розробленого матеріалу відповідають технічним вимогам, що визначають експлуатаційну надійність під час застосування для футерування високотемпературних зон обертових печей випалу портландцементного клінкеру. Термостійкість матеріалу визначається його здібностями протидіяти термічним напругам, обумовлених невільним розширенням/стисненням окремих структурних блоків матеріалу і є причиною порушення його суцільності та подальшого руйнування. Окремі механізми адаптації продемонстровано та обговорено за результатами аналізу рентгенофазових та електронномікроскопічних досліджень. Деякі з обговорених механізмів нетрадиційні для технологічної практики тугоплавких неметалевих матеріалів та доповнюють інструментарій матеріалознавців. Досягнуті результати та деякі технологічні способи забезпечення термостійкості мають ознаки універсальності та можуть застосовуватись для різних видів гетерофазних тугоплавких неметалевих матеріалів.