Индукционная печь для плавки силиката циркония
введениеЦиркон является самым распространенным циркониевым минералом. Он является тугоплавким, довольно твердый и химически стабильный, поэтому обладает высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям. Циркон используют в различных отраслях. Его применяют в качестве основы для огнеупоров и керамических матриц для высокотемпературных пигментов, как материал для потенциальных применений в оптоэлектронике и лазерной технике. Используется в металлургической промышленности для изготовления теплоизоляции и как лигатура поскольку является хорошим раскислителем. В быту циркон применяется для изготовления санитарной керамики, и на его основе изготавливают посуду и кухонная утварь.
Широкая область использования циркона наглядно показывает значение этого материала в жизни людей.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 9
1. МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ СИЛИКАТА ЦИРКОНИЯ 11
1.1. Общие сведения о силикате циркония 11
1.2. Применение силиката циркония в металлургической промышленности 14
1.3. Шарики из силиката циркона 18
1.4. Применение в качестве глазурей 19
1.5. Низковольтные изоляторы 23
1.6. Циркон в ювелирной промышленности 24
2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 26
3. МЕТОДЫ СИНТЕЗА СИЛИКАТА ЦИРКОНА 27
3.1. Синтез циркона методом глицин–нитратного пиролиза 27
3.2. Золь–гель синтез 28
3.3. Твердофазный синтез 30
3.5. Совместная кристаллизация 30
3.5. Жидкофазный синтез 31
4. ИНДУКЦИОННАЯ ПЛАВКА В ХОЛОДНОМ ТИГЛЕ 33
4.1. Виды теплопередачи при ИПХТ 34
4.2. Принципиальные схемы печей ИПХТ и их возможности 35
5.ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ВАННЫ РАСПЛАВА ЦИРКОНА В ИПХТ 38
5.1. Тепловые процессы в ванне расплава 38
5.2. Расчет теплового баланса плавки циркона 40
6. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ИПХТ 51
6.1. Электрические параметры плавки 51
6.2. Расчет энергетики плавки с выбранными параметрами индуктора 59
7. РАСЧЕТ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ 66
7.1. Расчет гидравлических параметров тигля 66
7.2. Расчет гидравлических параметров индуктора 69
8. КОНСТРУКЦИЯ ИПХТ 71
8.1. Описание конструкции холодного тигля 71
8.2. Описание конструкции индуктора 75
9. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ 77
9.1. Описание установки 77
9.2. Опасные и вредные факторы 79
9.3. Требования к электротермическим устройствам индукционного нагрева 80
9.4. Электробезопасность 81
9.5. Защита от случайного попадания человека в опасную зону 83
9.6. Использование средств защиты 84
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 86
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫТехнология и свойства кордиеритовой, цельзиановой и цирконовой керамики. Области применения. (studfile.net): https://studfile.net/preview/9465332/page:7/Материалы | Бесплатный полный текст | Образование ZrO2 в композите ZrB2/SiC, облученном лазером (mdpi.com): https://www.mdpi.com/1996-1944/8/12/5475/htmlСтеатитовая керамика виды, технология и области применения. (stydopedia.ru): https://stydopedia.ru/2xbf43.htmlЦиркон: состояние и перспективы развития российского рынка (cyberleninka.ru):https://cyberleninka.ru/article/n/tsirkon-sostoyanie-i-perspektivy-razvitiya-rossiyskogo-rynka/viewer
Циркон. Цирконовый песок. Цирконовый обезжелезный порошок ZrSiO4.(delta-grup.ru):
http://delta-grup.ru/bibliot/31/902.htm?ysclid=lgtkjc8msg66202854Zircon - an overview | ScienceDirect Topics (turbopages.org): https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.
Шарики из силиката циркония - Inovatec Machinery: https://www.inovatecmachinery.com/product/zirconium-silicate-beads/Система глазури без циркония для санитарной керамики с композитным замутнителем SiO2-CaCO3-TiO2, содержащим анатаз: влияние комбинации границ раздела SiO2, CaCO3 и TiO2 - ScienceDirect: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S095522192100964Xbulletin-5-1.pdf (ecoline.ru): http://ecoline.ru›wp-content/uploads/bulletin-5-1.pdfИзоляторы низковольтные - ScienceDirect: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/B9780080347202500721Циркон и цирконий, сравнение, в чём разница, полное описание камней (kamniinfo.ru)Du C., Yuan Q., Yang Z. Lowering the synthesis temperature of zircon powder by yttria addition // Journal of materials science letters. 1999. V. 18. P. 965– 966.
Сидоров, В.И. Золь-гель синтез – эффективный способ создания наноструктур / В.И. Сидоров, Н.И. Малявский // Строительный материалы, оборудование, технологии XXI века. – 2012. – № 1. – С. 42–44.
Неоднородность образования и роста кристаллов; сложность регулирования скорости роста частиц и их конечного размера в смеси; высокая степень агломерации и полидисперсность частиц являются главными недостатками этого метода [21].
3.5. Жидкофазный синтезЖидкофазный синтез является одним из наиболее перспективных способов синтеза тугоплавких материалов. Под воздействием высоких температур смешанные порошки продукта начинают плавится тем самым обеспечивается смешение на молекулярном уровне, что обеспечивает однородную структуру сформировавшегося композита. Благодаря тому что, синтез происходит в жидком состоянии при высоких температурах время процесса становится минимальным.