Кварциты и их свойства

Кварциты и их свойстваОсновным сырьем для производства динаса являются кристаллические и цементные кварциты. По техническим условиям пригодными для производства динаса считаются кварциты с содержанием кремнезема не ниже 96%. В кварцитах содержатся следующие примеси: глинозем от 0,5 до 1,6%; окислы железа от 0,5 до 1,5%; окись кальция 0,5-1,0%; окись магния 0,1-0,4%; щелочи 0-0,2%. Наиболее вредными примесями в кварцитах являются глинозем и щелочи.

Кварциты с содержанием глинозема выше 1,7% для производства динаса непригодны, так как из них получается динас с пониженной температурой начала деформации под нагрузкой. Щелочи действуют аналогичным образом, но более сильно, поэтому в кварцитах их нельзя допускать больше 0,2%. Огнеупорность кварцитов находится в пределах 1730- 1750° С. Кремнезем (S1O2), являющийся основной составной частью кварцитов, содержится в них в виде — кварца с удельным весом 2,65. При обжиге до высоких температур кварц переходит в другие устойчивые формы, или, как их называют, модификации кремнезема — тридимит с удельным весом 2,28 и кристобалит с удельным весом 2,31. Переход кварца в другие модификации, имеющие меньший удельный вес, сопровождается значительным увеличением объема.

Способность вещества изменять свои кристаллические формы и другие свойства носит название полиморфизма.

Полиморфизм кремнезема, в частности, скорость полиморфных превращений и объемные изменения, сопровождающие эти процессы, имеют существенное значение как при производстве динаса, так и во время службы динасового кирпича в металлургических печах.

Безводный кремнезем ниже температуры плавления может существовать в следующих восьми модификациях: тридимит, а и р-кристобалит и кварцевое стекло. Наиболее распространен в природе безводный кремнезем в виде Р-кварца, из которого в основном и образованы все кремнеземистые горные породы — пески, жильные кварцы, кварциты и пр. С целью облегчения перехода а-кварца в а-тридимит к кварцевым материалам при производстве динаса добавляют окислы некоторых металлов, которые в этом случае называют минерализаторами.

Наибольшее применение в качестве минерализаторов имеют окислы кальция и железа.

Роль минерализаторов состоит в следующем: в процессе обжига при высоких температурах минерализаторы с кремнеземом образуют жидкий расплав, в котором растворяются зерна «-кварца. Из расплава, обогащенного кремнеземом, кристаллизуются копьевидные кристаллы а-тридимита.

До температуры 1200° этот процесс протекает очень медленно, наиболее быстрое развитие процесс получает при температуре выше 1350° и заканчивается при 1470°, а-тридимит является устойчивой формой Si02 в интервале температур 870-1470°. Без минерализаторов тридимитизация почти не проходит, а при достижении температуры 1350-1400° образуется кристобалит.

Этот процесс превращения носит название сухого перерождения и сопровождается большим ростом сырца с образованием посечек и трещин, кристобалит устойчив при температурах выше 1470°.

Переход одной модификации кремнезема в другую сопровождается изменениями объема, иногда значительными, что имеет большое значение для практики.

Кроме кварцитов, сырьем для производства динаса могут служить и другие кремнеземистые горные породы — жильные кварцы, пески и т. д., однако их применение очень ограниченно.

Задача производственников в конечной цели сводится к получению динаса с преобладанием в черепке одной из наиболее устойчивых модификаций кремнезема — тридимита. Тридимито-вый динас обладает рядом ценных свойств, обусловливающих длительную службу его в тепловых агрегатах — незначительным термическим расширением, термостойкостью, постоянством объема при высоких температурах и др. К кварцитам, применяемым для производства динаса, кроме требований по химическому составу и связанной с этим высокой огнеупорностью, предъявляется ряд специальных требований.

В частности, желательно мелкозернистое строение, так как кварцы и кварциты, образованные из крупных кристаллов, обычно менее прочны и склонны к разрыхлению в процессе обжига.

Кварциты оцениваются также с точки зрения легкости перехода кварца в модификации с меньшим удельным весом.

По скорости перерождения кварциты подразделяются на быстро перерождающиеся, со средней скоростью перерождения, с замедленным перерождением, медленно и весьма медленно пере-рождающиеся.

Цементные кварциты перерождаются обычно быстрее кристаллических.

Комментарии запрещены.