Об’ємні зміни при модифікаційних перетвореннях кварцу.

Модифікаційне перетворення	Температура перетворення, оС	Об'ємний ефект перетворення, %
-кварц - -кварц -тридиміт - -тридиміт -кристобаліт - -кристобаліт -тридиміт - -тридиміт -кварц - -тридиміт -кварц - -кристобаліт -кварц - скло скло - -кристобаліт	573 117 180-270 163 870 1050 1610 1728	+ 0,82 + 0,20 + 2,80 + 0,20 + 16,0 + 15,4 + 15,5 - 0,90

Оскільки збільшення об'єму при нагріванні більше (перехід  в ) зменшення об'єму при охолодженні (перехід  в  і ), об'єм кварцу після випалу буде більшим від початкового. Залишкове збільшення об'єму кварцових порід складає 2-4%. Це збільшення залежить від повноти перетворення породи і ступеня її розпушення при випалі, які обумовлюються природою кварциту, його мікроструктурою, зерновим складом суміші, температурою і тривалістю випалу.

Повністю перевести -кварц в яку небуть одну модифікацію практично неможливо. Після випалу виробів до 1400-1450 ^оС частина SіО₂ залишається в формі -кварцу, частина переходить в -тридиміт і частина - в -кристобаліт. Співвідношення цих фаз залежить від технологічних умов виробництва динасу.

За температурою топлення найбільш вигідною модифікацією є кристобаліт, який топиться при 1728 ^оС. Проте різниця в температурах топлення тридиміту (1675 ^оС) і кварцу (1610 ^оС) не виявляє суттєвого впливу на вогнетривкість виробів, так як кварцовий розтоп має дуже велику в'язкість. З точки зору постійності об'єму найбільш вигідною модифікацією є тридиміт.

Об'ємні зміни в значній мірі визначають поведінку динасу в процесі випалу і служби. Їх необхідно враховувати, так як непостійність об'єму є головною причиною його низької термічної стійкості. Термічна стійкість тим менша, чим швидше відбувається перетворення і чим більша об'ємна зміна. Величина зміни об'єму має велике значення для забезпечення точності розмірів виробів, термічної стійкості, щільності вогнетривкого муру, зміни його розмірів.

2. СИРОВИННІ МАТЕРІАЛИ.

Сировиною для виготовлення динасу служать кремнеземисті породи - кварцити з вмістом більше 95% SіО₂. Особливо шкідливими домішками в сировині є глинозем і луги, які сильно знижують вогнетривкість виробів.

2.1. КВАРЦИТИ.

Кварцитами називають щільні тверді дрібнозернисті гірські породи, які складаються в основному з зерен кварцу. Як мінеральні домішки кварцити містять мусковит, хлорит, гематит, графіт, кіаніт та інші.

Для виробництва динасу важливе значення має сукупність властивостей кварцитів: зовнішній вигляд, злом, мікроструктура, хемічний склад, вогнетривкість, пористість, механічна міцність і відношення до випалу (зміна густини і пористості при випалі).

За мікроструктурою кварцити ділять на цементні і кристалічні. Цементні кварцити є конгломератом кварцових зерен різної величини, зцементованих кремнеземистою речовиною (цементом). Вміст в їх складі цементуючої речовини становить 15-85%. Цемент цих кварцитів як правило прихованокристалічний, базальтовий чи поровий, так що окремі зерна кварцу не дотикаються між собою, вони якби занурені в цемент. В кристалічних кварцитах зерна кварцу безпосередньо зчеплені між собою і містять незначну кількість контактного і порового цементу.

За хемічним складом кварцити містять 95-98% SіО₂, до 1,6% Al₂О₃, до 0,7% Fe₂О₃, до 1,5% СaО. Високий вміст в складі кварцитів SіО₂ обумовлює їх вогнетривкість 1750-1770 ^оС. Оскільки при виробництві динасу до кварциту додають інші речовини, то вміст SіО₂ в динасі на 2-3% менший, ніж у вихідному кварциті.

Для виробництва динасових вогнетривів кварцити повинні містити R₂О не більше 0,25%, СaО - не більше 1%, а для виробів відповідального призначення - не більше 0,5-0,8%, Fe₂О₃ - не повинно перевищувати 1%. При виготовленні динасу для сталетопильних печей, і особливо призначеного для склепінь, вміст Al₂О₃ повинен бути менше 1%. Для збільшення в складі кварцитів вмісту SіО₂ і зменшення кількості оксидів-топників їх промивають, видаляючи при цьому особливо шкідливі глинисті і деякі інші домішки.

Вогнетривкість кварцитів повинна бути не менше 1750 ^оС. Кварцити з нижчою вогнетривкістю (1730 ^оС) можна застосовувати лише як додатки.

Загальна пористість кварцитів залежить від їх виду і складає для щільних кристалічних кварцитів - 0,1-2,5%, для цементних - 1,5 -11,5%. Густина кварцитів знаходиться в межах 2,63-2,66 г/см³. За пористістю кварцити ділять на чотири групи (табл.2).

Найбільш цінною сировиною є кварцити щільної будови. Пористі кварцити після випалу дають пористий матеріал і при подрібненні велику кількість тонкодисперсних фракцій, що погіршує формувальні властивості мас. В дощову погоду вологість пористих кварцитів підвищується, що ускладнює їх розмелювання, просіювання і отримання маси необхідної вологості, оскільки вологу, необхідну для формування, вводять з вапняковим молоком.

Таблиця 2.