АО «Обнинское научно-производственное предприятие «Технология» имени А. Г. Ромашина», Обнинск, Россия:

Д. В. Харитонов, заместитель директора научно-производственного комплекса по производственной
деятельности, начальник цеха, докт. техн. наук
Н. Е. Шер, инженер-технолог 1-й категории, эл. почта: kolia1211@yandex.ru

Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева, Москва, Россия:

Д. О. Лемешев, декан факультета технологии неорганических веществ и высокотемпературных материалов, канд. техн. наук, доцент

Д. Ю. Жуков, директор Технологического центра «Экохимпроект», канд. техн. наук, доцент

Рассмотрена технология получения корундомуллитового материала для изготовления плавильных тиглей методом вибролитья в гипсовые формы высококонцентрированных вяжущих суспензий на основе водного корундового шликера и крупнозернистых порошков электрокорунда и муллита. Корундовый шликер готовят путем мокрого помола электрокорунда белого 25А фракций F22, F36 в шаровой мельнице до получения суспензии с плотностью 2,7–2,9 г/см³, условной вязкостью 20–30 °Е и содержанием ~90 % (мас.) частиц размерами до 10 мкм. В качестве наполнителя использована комбинация крупнозернистых порошков электрокорунда фракций 0,5–0,6 (16–18 % (мас.)) и 0,125–0,150 (24–26 % (мас.)) мм, а также электроплавленого муллита фракций 0,4–1,6 (14–16 % (мас.)) и 1,6–3,0 (42–44 % (мас.)) мм. При смешивании наполнителя со шликером в соотношении (61–63):(37–39), % (мас.), образуется седиментационно-устойчивая смесь, из которой формуют тигли методом вибролитья в гипсовые формы. Корундомуллитовый материал после обжига при 1550 °C обладает достаточно высокой плотностью (3,0–3,1 г/см3), прочностью при сжатии (140–160 МПа) и низким коэффициентом термического расширения (65·10–7 К–1 при 1400 °C). Огнеупорные плавильные тигли имеют однородную структуру: разноплотность материала по всему объему изделий не превышает 3 %. Ресурс работы тиглей в условиях плавки никелевых сплавов составляет не менее 25 плавок.

Исследования проведены с использованием оборудования Центра коллективного пользования имени Д. И. Менделеева в рамках проекта № 075-15-2021-688.

1. Гецов Л. Б. Материалы и прочность деталей газовых турбин : книга 1. — Рыбинск : Газотурбинные технологии, 2010. — 495 с.
2. Вдовин Р. А. Формирование технологических основ изготовления рабочих лопаток турбины ГТД : монография. — Самара : Издательство Самарского университета, 2021. — 209 с.
3. Примаченко В. В., Мартыненко В. В., Шулик И. Г., Чаплянко С. В., Грицюк Л. В., Ткаченко Л. П. Вибролитые тигли различного состава для индукционной плавки жаропрочных сплавов // Литье и металлургия. 2012. № 3. С. 169–171.
4. Красный Б. Л., Иконников К. И., Аниканов В. С., Галганова А. Л., Михайлов М. А. Возможность применения высококачественного плавленого периклаза в технологии изготовления тиглей для вакуумно-индукционной плавки // Литье и металлургия. 2019. № 3. С. 60–64.
5. Стрелов К. К., Мамыкин П. С. Технология огнеупоров. — 3-е изд., перераб. — М. : Металлургия, 1978. — 376 с.
6. Кащеев И. Д., Земляной Г. К. Производство огнеупоров. — СПб., М., Краснодар : Лань, 2021. — 340 с.
7. Примаченко В. В., Устиченко В. А. Тигли на основе корунда для индукционной плавки жаропрочных сплавов // Огнеупоры и техническая керамика. 2007. № 9. С. 9–12.
8. Шевченко В. Я. Введение в техническую керамику. — М. : Наука, 1993. — 112 с.
9. Lima L. R. S., Silva K. R., Menezes R. R., Santana N. L., Lira H. L. Microstructural charasteristics, properties, synthesis and applications of mullite: a review // Сeramica. 2022. Vol. 68. P. 126–142.
10. Chen Y., Liu G., Gu Q., Li S. et al. Preparation of corundum-mullite refractories with lightweight, high strength and high thermal shock resistance // Materialia. 2019. Vol. 8. 100517.
11. Qi J., Yan W., Chen Z., Schafföner S. et al. Preparation and characterization of microporous mullite-corundum refractory aggregates with high strength and closed porosity // Ceramics International. 2020. Vol. 46, Iss. 6. P. 8274–8280.
12. Si Y., Fan S., Wang H., Xia M. et al. Preparation of lightweight corundummullite thermal insulation materials by microwave sintering // Processing and Application of Ceramics. 2021. Vol. 15, Iss. 2. P. 170–178.
13. Викулин В. В., Русин М. Ю., Храновская Т. М. и др. Корундомуллитовый материал для огнеприпаса и плавильных тиглей // Огнеупоры и техническая керамика. 2008. № 6. C. 40–42.
14. Пат. 2284974 РФ. Способ изготовления муллитокорундовых огнеупорных изделий / Т. Ф. Баранова, Е. А. Степанова, Н. И. Шункина и др. ; заявл. 28.04.2005 ; опубл. 10.10.2006.
15. Пат. 2742265 РФ. Сырьевая смесь для изготовления огнеупорных изделий / Д. В. Харитонов, Г. И. Куликова, А. А. Анашкина и др. ; заявл. 29.07.2020 ; опубл. 04.02.2021.
16. ГОСТ 2409–14. Огнеупоры. Метод определения кажущейся плотности, открытой и общей пористости, водопоглощения. — Введ. 01.09.2015.