CC BY
12
УДК 621.432.3
Багаутдинов И.З. инженер научно-исслед. лаборатории «ФХПЭ» Казанский государственный энергетический университет
Россия, г. Казань
ИЗЛУЧАТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ШАМОТНЫХ ОГНЕУПОРОВ
Аннотация: В данной статье рассматривается излучителъная способность шаморных огнеупоров.
Ключевые слова: Огнеупоры, шамота, легкоплавкие эвтектики, глинозема
Bagaytdinov I.Z., engineer laboratory "FHPE" Kazan State Power Engineering University
Russia, Kazan EMISSIVITY FIRECLAY REFRACTORIES
Annotation: This article explores the ability izluchitelnaya shamornyh refractories.
Keywords: Refractory materials, fireclay, low-melting eutectic of alumina
В диаграмме состояния системы А12О3 - SiO2 имеется большое сходство по исходному минералогическому составу между шамотными, полукислыми и каолиновыми огнеупорными составами. Признаком принадлежности огнеупорного состава к классу шамота является содержание А12О3, составляющее от 28 до 45 %.
Для производства шамота могут быть использованы любая огнеупорная глина и каолин. Так как единственной твердой устойчивой фазой в диаграмме состояния системы А12О3 - SiO2 является муллит 3A1203-2SÍ02, излучательная способность должна соотноситься к содержанию этой фазы в составе огнеупора. Муллит содержит 72 % А12О3 и 28 % Si02.
Чистые тугоплавкие окислы являются диэлектриками. При нагревании в области высоких температур образуются легкоплавкие эвтектики, которые переводят огнеупоры из класса диэлектриков в класс полупроводников.
Поскольку диэлектрики по сравнению с полупроводниками имеют более высокую излучательную способность, то от количества тугоплавкой фазы зависит не только огнеупорность, но и излучательная способность при высоких температурах.
Огнеупорность шамотных, каолиновых и полукислых изделий находится в пределах 1580-1770°С, она обусловливается химическим составом применяемого сырья и, как отмечено выше, фазовым составом получаемых изделий.
Отечественные шамотные изделия в зависимости от огнеупорности подразделяют на четыре класса. По стандарту США шамотные огнеупоры подразделяются на группы в зависимости от температуры применения, а не огнеупорности. В России принята следующая классификация шамотных огнеупоров:
Класс..............................................................................................0 А Б В
Огнеупорность, °С, не ниже..........................1750 1730 1670 1610.
Для обеспечения огнеупорности имеет значение распределение глинозема в готовых изделиях между крупными зернами и мелкими (связкой). Если зерновой состав исходной шихты подобрать так, что мелкие зерна (связка) будут содержать больше глинозема, то и количество образующегося расплава при производстве огнеупоров уменьшится. Следовательно, имеет значение не столько общее содержание глинозема, а и содержание глинозема в связке (тонкой части шихты).
Свойства шамотных изделий в значительной степени зависят от выбора глины, предназначенной на связку, и глины, предназначенной на шамот.
В качестве связки предпочтительнее выбирать глины, обладающие следующими свойствами: высокой связующей способностью, меньшими коэффициентом чувствительности к сушке и упругим расширением при прессовании, более высоким содержанием глинозема, но с меньшим выходом муллита и меньшей способностью отделять жидкую фазу.
Все результаты относятся к стабилизированным значениям излучательной способности при неодократных нагревах одних и тех же образцов огнеупоров.
Для большинства огнеупоров интегральная излучательная способность вп наиболее сильно снижается с ростом температуры в диапазоне 600-1400 К.
Не удалось обнаружить влияние на вп параметров шероховатости поверхности образцов огнеупоров: Ка - среднеарифметического отклонения неровностей профиля (мкм) и $>т - среднего шага неровностей профиля (мм) на излучательную способность.
Излучательные способности шамотных огнеупоров с данными для чистых оксидов БЮ2 и А1203, следует отметить, что шамотные огнеупоры имеют при 1000 К излучательную способность в среднем на 16 % выше, чем чистые оксиды БЮ2 и А1203.
По всей вероятности, этот факт можно объяснить тем, что в составе шамота оксиды БЮ2 и А1203 находятся в связанном состоянии в виде муллита 3А12О3-28102, и спектр излучения шамота представляет собой спектр излучения твердого раствора муллит + кристобалит. Так как шамотные огнеупоры представляют собой твердые растворы муллита (3А12О3-2БЮ2) в кристобалите БЮ2, интегральная излучательная способность шамотных огнеупоров может быть записана как:
вшам = ткр вкр + тмул в мул , (1)
где ткр, тмул, вкр, вмул - соответственно массовые доли и интегральные излучательные способности кристобалита и муллита в составе шамота.
Таким образом, имея значения интегральной излучательной способность кристобалита и муллита, можно рассчитать излучательную
способность шамотного огнеупора.
Содержание муллита в шамотном огнеупоре может быть определено по правилу рычага. Муллит 3Al203-2Si02 представляет собой не механическую смесь Si02 и A1203 , а самостоятельную кристаллическую фазу (химическое соединение) с плотностью 3,19 г/см3.
Сравнивая полученные данные по спектральной излучательной способности шамотных огнеупоров с данными для чистых оксидов Si02 и A1203, можно заметить : при длинах волн от 2 до 3 мкм нет сильного увеличения излучательной способности, которое можно было ожидать в случае механической смеси оксидов Si02 и A1203.
Спектр излучения шамотных огнеупоров сплошной и поэтому он подчиняется закону смещения Вина. При температуре 600 К максимум излучения находится на длине волны 4,8 мкм, а при 1400 - на длине волны 2,06 мкм.. В области длин волн 2 мкм излучательная способность шамота в среднем 0,3, а в области 4,8 мкм - 0,6. Поэтому при максимуме излучения для 600 К, приходящемся на область длин волн с высокой излучательной способностью 0,6 и интегральная излучательная способность будет выше, чем для температуры 1400 К.
Использованные источники:
1. Литвиненко Р.С., Павлов П.П., Гуреев В.М., Мисбахов Р.Ш. Выбор альтернативного варианта разрабатываемого транспортного средства с использованием метода анализа иерархий. // Транспорт: наука, техника, управление. 2015. № 2. С. 21-25.
2. Гибадуллин Р.Р., Цветков А.Н., Мисбахов Р.Ш., Денисова Н.В. Разработка испытательного стенда для электрических машин возвратно-поступательного действия, работающих в тяжелых условиях. // В сборнике: ЭНЕРГЕТИКА И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА Сборник материалов I всероссийской научно-практической конференции. 2014. С. 37.
3. Мисбахов Р.Ш., Москаленко Н.И., Ермаков А.М., Гуреев В.М. Интенсификация теплообмена в теплообменном аппарате с помощью луночных интенсификаторов. // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2014. № 9-10. С. 31-37.
4. Гуреев В.М., Ермаков А.М., Мисбахов Р.Ш., Москаленко Н.И. Численное моделирование кожухотрубного теплообменного аппарата с кольцевыми и полукольцевыми выемками. // Промышленная энергетика. 2014. № 11. С. 1316.
5. Сафин А.Р., Мисбахов Р.Ш., Гуреев В.М. Обоснование рациональной схемы управления тяговым электроприводом трамвая на основе разработки имитационной модели. // Электроника и электрооборудование транспорта. 2014. № 3. С. 19-22.
6. Гуреев В.М., Мисбахов Р.Ш., Ермаков А.М., Москаленко Н.И. Повышение эффективности кожухотрубных теплообменных аппаратов с применением луночных и полукольцевых выемок. // Энергетика Татарстана. 2014. № 3-4 (35-36). С. 61-64.
7. Гуреев В.М., Мисбахов Р.Ш., Гумеров И.Ф. Улучшение экологических и экономических характеристик газопоршневого двигателя камаз 820.20.200 в составе электросиловой установки ап100с-т400-1р. //Энергетика Татарстана. 2009. № 2. С. 26-30.
8. Chichirov A.A., Chichirova N.D., Vlasov S.M., Lyapin A.I., Misbakhov R.S., Silov I.Y., Murtazin A.I. Development of methods for the decrease in instability of recycling water of conjugated closed-circuit cooling system of hpp. // Thermal Engineering. 2016. Т. 63. № 10. С. 747-753.
УДК 621.432.3
Багаутдинов И.З. инженер научно-исслед. лаборатории «ФХПЭ» Казанский государственный энергетический университет
Россия, г. Казань
ИЗЛУЧАТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТЫХ И
КОРУНДОВЫХ ОГНЕУПОРОВ
Аннотация: В статье будет рассмотрено излучателъная способность высокоглиноземистых и корундовых огнеупоров содержащие более 45 % А12О3.
Ключевые слова: Излучителъная способность, огнеупоры, муллит, корунд, глинозема
Bagaytdinov I.Z., engineer laboratory "FHPE" Kazan State Power Engineering University
Russia, Kazan EMISSIVITY HIGH-CORUNDUM REFRACTORIES
Annotation: The article will be considered by the emissivity and high-alumina corundum refractories co-holding of more than 45% A12O3.
Keywords: Izluchitelnaya ability, refractories, mullite, corundum, alumina
Высокоглиноземистыми называют огнеупорные изделия, содержащие более 45 % А12О3.
В зависимости от содержания глинозема они подразделяются на: муллитокремнеземистые (силлиманитовые), содержащие 45—62 % А12О3; муллитовые (62—72 % А12О3); муллитокорундовые (72—90 % А12О3) и корундовые (>90 % А12О3).
Огнеупорной основой высокоглиноземистых огнеупоров являются муллит и корунд
