Physicochemical structure features of refractory compositions with inorganic binders

Р.В. Лютий; Л.І. Солоненко; І.О. Осипенко; М.М. Федоров; Б.І. Мороз

doi:10.15330/pcss.23.3.612-619

Автор(и)

Р.В. Лютий Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Київ, Україна
Л.І. Солоненко Український державний університет науки і технологій, Дніпро, Україна
І.О. Осипенко Український державний університет науки і технологій, Дніпро, Україна
М.М. Федоров Донбаська державна машинобудівна Академія, Краматорськ, Україна
Б.І. Мороз Український державний університет науки і технологій, Дніпро, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.23.3.612-619

Ключові слова:

дистен-силіманіт, зв’язувальний компонент, метафосфат, міцність при стисканні, ортофосфат, ортофосфорна кислота, паро-мікрохвильове оброблення, пірофіліт, рідке скло, структурування суміші

Анотація

У статті представлено результати дослідження нових неорганічних зв’язувальних компонентів та фізико-хімічних процесів їх утворення. Основне призначення створених матеріалів – виготовлення форм і стрижнів для ливарного виробництва. Проблема створення екологічних зв’язувальних матеріалів з комплексом функціональних властивостей для потреб ливарного виробництва є актуальною у світовому масштабі. Тому науковці різних країн привертають особливу увагу дослідженням силікатних та фосфатних зв’язувальних матеріалів. У нашому дослідженні проаналізовано кінетику взаємодії ортофосфорної кислоти із рядом неорганічних матеріалів – пилоподібними пірофілітом, дистен-силіманітом, побічним продуктом виробництва електрокорунду та хлоридом натрію. Установлено фазовий та хімічний склад усіх утворених ЗК. У композиціях з алюмовмісними сполуками вони представлені ортофосфатами алюмінію в кристалічній та аморфній формах. У композиції з хлоридом натрію утворюється метафосфат натрію. Визначено особливості фізичного процесу структурування сумішей із рідким склом та зернистим кварцовим наповнювачем внаслідок паро-мікрохвильової обробки. Показано, що структурування таких сумішей відбувається внаслідок дегідратації рідкого скла, яка завершується впродовж 4…12 хв обробки, що дає змогу зменшити вміст рідкого скла в суміші до 1,5% при забезпеченні сумішам високого рівня міцності. Досліджено властивості структурованих сумішей із розробленими ЗК та показано, що всі вони є конкурентноздатними. Розроблено рекомендації щодо їх можливого використання.

Посилання

[1]. S.P. Doroshenko, V.P. Avdokushyn, K. Rusyn, I. Matsashek, Molding materials and mixtures (Kyiv, Vyshcha shkola, 1980).
[2]. R.V. Liutyi, I.M. Guriya. Molding materials: Textbook (Kyiv, Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2020).
[3]. L. Solonenko, I. Prokopovitch, S. Repyakh and other, Proceedings of the Odessa Polytechnic University, No. 1(57), pp. 90-98 (2019).
[4]. S.P. Doroshenko, Molding mixtures (Kyiv, IZMN, 1997).
[5]. A.N. Boldin, N.I. Davydov, S.S. Zhukovskiy and other, Foundry molding materials. Molding, core mixtures and coatings (Moscow, Mashinostroyeniye, 2006).
[6]. E.A. Belobrov, R.I. Bullstein, A.F. Poduzdikov, O.S. Kovrigin, Foundry production, No. 8, pp. 21-23 (2001).
[7]. A,V, Sokolov. Foundry production, No. 6, pp.18-19 (2016).
[8]. V.M. Golovanov, O.K.Tishshenko, O.A. Starodubtseva, International Conference on Polyphosphate cold hardening mixtures and castings from ductile iron (Lipetsk, 1989), pp. 47-50.
[9]. N.Ch. Ivanov, V.N. Klimovskij, V.A. Ulitskij, International Conference on Ferriphosphate cold hardening mixtures and technology for obtaining high-quality castings based on them (Lipetsk, 1987), pp. 43-44.
[10]. A.A. Svaryka, Molding materials and mixtures (Kyiv, Technics, 1983).
[11]. L.G. Sudacas, Phosphate binding systems (RIA «Kvintet», St. Petersburg, 2008).
[12]. O.I. Ponomarenko, N.S. Yevtushenko, T.V. Berlizeva, Foundry production, No. 4, pp. 21-23 (2011).
[13]. T.V. Berlizeva, O.I. Ponomarenko, Foundry production, No.4, pp. 21-23 (2014).
[14]. S. Puzio, J. Kamińska, K. Major-Gabryś, M. Angrecki, M. Hosadyna-Kondracka, Аrchives of foundry engineering, Vol. 19, Issue 2, pp. 91-96 (2019); doi.org/10.24425/afe.2019.127122.
[15]. V.A. Kopeykin, V.S. Klement'yeva, B.L. Krasnyy, Refractory solutions on phosphate binders (Moscow, Metallurgiya, 1986).
[16]. I.E. Illarionov, I. E. Doctor’s thesis (05.16.04, Cheboksary, 1988).
[17]. I.M. Fedorchenko, Encyclopedia of Inorganic Materials, Vol. 2 (The main edition of the Ukrainian Soviet Encyclopedia, Kyiv, 1977).
[18]. A.N. Tsibrick, New technological principles for obtaining of castings (Naukova Dumka, Kyiv, 1984).
[19]. M. Jemala, J.-J. Videaud, M. Couzie, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 632, pp. 766-771 (2015); doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.01.297.
[20]. M. Liu, N. Shang, X. Zhang, S. Gao, C. Wang, Z. Wang, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 791, pp. 929-935; doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.03.382.
[21]. R. Liutyi, M. Tyshkovets, D. Liuta, O. Sheiko, Physics and chemistry of solid state, Vol. 21, No. 4, pp. 756-763; doi.org/10.15330/pcss.21.4.756-763.
[22]. V.I. Korneev, V.V. Danilov, Soluble and liquid glass (Strojizdat, St. Petersburg, 1996).
[23]. A.V. Zabolotskaya. Candidate’s thesis (05.17.11, 02.00.01, Tomsk, 2003).
[24]. V.S. Gorshkov, V.V. Timashev, V.G. Savelyev, Methods for physical and chemical analysis of binders (High school, Moscow, 1981).
[25]. A.N. Porada, M.I. Gasik, Electrothermy of inorganic materials (Metallurgy, Moscow, 1990).
[26]. V.E. Hrychikov, I.A. Osipenko, O.L. Kiselgof, Metallurgical and mining industry, No. 3(203), pp. 29-31 (2001).
[27]. P.P. Budnikov, L.B. Horoshavin, Refractory concretes on phosphate binders (Metallurgy, Moscow, 1971).