Применяемые для изготовления футеровки огнеупорные материалы и их важнейшие свойства, страница 6

При 700—765 °С на термограмме обнаруживается эндотермическая реакция, указывающая на разложение молекулы доломита Са • Mg(CO₃)₂ и образование свободных карбонатов СаСO₃ и MgCO₃. В этом случае карбонат магния находится в состоянии перегрева (температура распада MgCO₃ 610 °С), вследствие чего идет бурное его разложение. При дальнейшем повышении температуры до 890—950 °С на термограмме фиксируется вторая эндотермическая реакция, связанная с разложением СаСО₃. Доломит, обожженный до 950 °С, называется каустическим (полуобожженным). Он сильно гидратируется и твердеет при затворении его водой.

Доломиты относятся к трудноспекающимся материалам. Их способность спекаться и образовывать плотный атмосфероустойчивый клинкер (порошок) зависит от крупности кристаллических зерен и количества легкоплавких соединений, образующихся при обжиге. Чтобы получить хорошо обожженный спеченный доломит, его надо обжигать при 1600—1700 °С.

При обжиге доломита Ca•Mg(CО₃)₂ с полным удалением СО₂ получается смесь СаО•MgO по реакции Са•Mg(CО₃)₂ → CaO + MgO+2СО₂. Если реакцию прекратить немедленно после удаления СО₂, то образовавшиеся окислы будут очень пористыми. Поэтому обжиг производится при более высоких температурах. В этом случае пористость уменьшается примерно до 15 % и обожженный продукт (доломит) становится гидравлически более устойчивым, пригодным для хранения. После обжига оба окисла (СаО и MgO) кристаллизуются в кубической системе и имеют плотность от 3,08 до 3,30 г/см³. При нагревании эти окислы в контакте с примесями окислов алюминия, железа и кремния вступают в реакцию.

Реакция между СаО и А1₂О₃ начинается практически при 900—1000 °С и при этом сначала образуется монокальциевый алюминат (СаО•А1₂О₃), а при 1380 °С в качестве конечной фазы образуется трехкальциевый алюминат (3СаО • А1₂О₃). Окись железа Fe₂О₃ вступает в реакцию с СаО при температуре 900—1000 °С; в первой фазе начинает образовываться двухкальциевый феррит (2CaO•Fe₂О₃), а уже при 1300 °С заканчивается образование четырехкальциевого алюмоферрита (браунмиллерита 4СаО • А1₂О₃ • Fe₂О₃), который с двухкальциевым ферритом образует твердый раствор [21].

Окись кремния, будучи в аморфном состоянии, вступает в реакцию с окисью кальция при 1100—1200 °С с образованием двухкальциевого силиката (2CaO•SiО₂). При 1400 °С двухкальциевый силикат присоединяют окись кальция и в результате образуется трехкальциевый силикат (алит 3CaO•SiО₂). Эта реакция идет наиболее полно при 1600 °С. Наличие жидкой фазы ускоряет синтез 3CaO•SiО₂. Таким образом, при обжиге доломита идут реакции с образованием свободных окислов кальция и магния, алюминатов, ферритов и алюмоферритов кальция. Одни из них относят к высокоогнеупорным, а другие — к огнеупорным материалам (табл. 11).

Таблица 11

Соединения, образующиеся при обжиге доломита