Главная / Текущий номер журнала / Стекольная отрасль / Из стекла для металла /

Из стекла для металла

Ученые предлагают промышленности новый жаростойкий стеклокристаллический материал для плавки и литья цветных металлов

Игорь ЖАДАН, Павел КИСЕЛЕВ, ЗАО «Союзтеплострой Инжиниринг»

Юрий СПИРИДОНОВ, РХТУ им. Д. И. Менделеева

Плавленно-литой жаростойкий стеклокристаллический материал состоит из кристаллических образований различной морфологии, сцементированных фторидно-силикатным стеклом. В промежутках между различными конструкциями минеральных образований, представленных кристаллами синтетической слюды – фторфлогопитом, располагаются мельчайшие кристаллы магниевых и алюминиевых силикатов и комбинации этих частиц с фторидами. Такое своеобразное строение этого материала позволяет его отнести к композиционным и назвать КОМСИЛИТ-СТС (товарный знак ЗАО «Союзтеплострой»). Основным достоинством этого материала является комплекс ценных физико-химических свойств: высокое электросопротивление, жаростойкость, дугостойкость, термостойкость, а также химическая стойкость в расплавах цветных металлов (алюминия, магния, цинка и других) и расплавах хлористых и фторидных соединений.

Все это позволяет применять изделия из этого материала, получаемые методами литейной технологии, в виде разнообразных плит, труб, фасонных отливок для агрегатов и аппаратов получения и обработки сплавов магния, алюминия, хлорирования титана и других металлов. При этом обеспечивается надежность работы и долговечность технологического оборудования (литейного, плавильного), повышается эффективность его эксплуатации и улучшаются экономические показатели производства в целом.

Учитывая актуальность использования и применения изделий из стеклокристаллического материала на основе синтетической слюды для различных отраслей промышленности, был выполнен огромный комплекс исследовательских и опытно-производственных работ, направленных на изучение условий синтеза фторфлогопитового материала, на организацию его промышленного производства, а также на исследование свойств и поведения в условиях плавки и литья цветных металлов.

Особо следует отметить, что расплавы цветных металлов не взаимодействуют с литьевой поверхностью КОМСИЛИТ-СТС, которая практически не смачивается алюминиевыми сплавами и не пропитывается ими. Эта поверхность механически легко очищается от прилипающих продуктов окисления алюминия, что позволяет ликвидировать так называемый «пристеночный эффект» в раздаточных устройствах и желобах, участвующих в процессе литья алюминия. Благодаря хорошей пирохимической и жаростойкости, материал КОМСИЛИТ-СТС целесообразно использовать при температуре до 1200° С не только как футеровочный, но и в качестве конструкционного материала.

Опытным путем доказано: этот уникальный материал необходим отечественным промышленникам и предпринимателям, использование литых изделий из КОМСИЛИТ-СТС позволяет по-новому решить конструкцию ряда аппаратов и агрегатов литейного производства цветной металлургии, химической промышленности и в первую очередь способствовать общему техническому прогрессу отечественной промышленности. Однако области его применения до конца не определены и требуют дальнейшего детального изучения.

На территории РФ промышленное производство фторфлогопитовых стеклокристаллических материалов и изделий из них отсутствует. Поэтому в системе ЗАО «Союзтеплострой» было принято решение провести совместно с кафедрой стекла и ситаллов РХТУ им. Д.И. Менделеева поисково-экспериментальные работы и определить возможность и целесообразность синтеза указанного материала с использованием недефицитных и экологически чистых шихтовых составляющих, исключив дорогостоящие. В течение 2005–2006 гг. такие работы были осуществлены, и в начале этого года на производственной базе ЗАО «Союзтеплострой Инжиниринг» в г. Старый Оскол был создан опытно-экспериментальный участок (www.stsing.ru).

В настоящее время смонтированы плавильная и термические печи, шихтоприготовительное оборудование и осуществлены пробные плавки. В результате были получены литые образцы для испытания их в реальных условиях эксплуатации на титано-магниевом комбинате ОАО «АВИСМА», научно-техническом центре и заводах ОАО «РУСАЛ». Кроме того, заинтересованность проявили некоторые западные компании, представляющие интересы крупных европейских металлургических предприятий.

В лаборатории РХТУ им. Д.И. Менделеева проводится определение основных физико-механических и теплофизических  свойств синтезированного материала КОМСИЛИТ-СТС. Параллельно продолжаются работы по доукомплектованию опытно-производственного участка, мощность которого при полной загрузке составляет 300 тонн в год.

Специалисты ЗАО «Союзтеплострой» и РХТУ им. Д.И. Менделеева уверены, что полученный стеклокристаллический материал КОМСИЛИТ-СТС найдет широкое применение в отечественной промышленности, и в будущем планируют перейти от опытного к промышленному производству литых изделий и к разработке различных материалов и конструкций на основе КОМСИЛИТ-СТС.