У роботі досліджено вплив хлоридів та фторидів лужних та лужноземельних металів на процес  згоряння екзотермічної суміші, що використовується для гарячого ремонту вогнетривких футерівок теплових агрегатів. Розроблено оптимальний склад екзотермічної суміші. Встановлено вплив  типу зв’язуючого на ступінь згоряння алюмінію

Вилков, С. М.

Гонтар, Т. Б.

Гончаренко, Я. М.

Скородумова, О. Б.

Library of National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute"

 6 
Обработка в H3PO4 не оказывает влияния на механические свойства, о 
чем свидетельствует аналогичное количество изгибов. 
При наводораживании поверхности титановых образцов количество из-
гибов незначительно уменьшается и равно 2.  
Такое же количество изгибов получено и при испытании образцов,  на 
которые в процессе электролиза осаждался никель и медь.  
Полученные данные свидетельствуют о том, что количество водорода, 
которое может поглощаться титаном, составляет небольшие величины, а во-
дород, выделяющийся при никелировании, адсорбируется поверхностью, и 
возможно, его адсорбция вглубь кристаллической решетки не происходит.  
Поэтому на основании проведенных расчетов и экспериментов при оса-
ждении никеля толщиной до 5 мкм водород не оказывает существенного 
влияния на механическую прочность титановых сплавов. 
 
Список литературы: 1. Макквиллэн А.Д. Титан / А.Д. Макквиллэн, М.К. Макквиллэн; [пер.  с англ.  
С.Г. Глазунова]. – М.: Металлургиздат, 1993. – 461 с. 2. Ажогин Ф.Ф. Гальванотехника / 
Ф.Ф. Ажогин. – М.: Металлургия, 1987. – 735 с. 3. Якименко Г.Я. Техническая электрохимия: 
yчебник в 3  ч.  /  Г.Я. Якименко, В.М. Артеменко; под ред. Б.И. Байрачного. – Х.: НТУ «ХПИ», 
2006. – Часть 3: Гальванические производства. – 272 с. 
 
Поступила в редколлегию 18.05.12 
 
 
 
УДК 666.762 
 
Т.Б. ГОНТАР,  асистент, УІПА, Харків, 
С.М. ВИЛКОВ, канд. техн. наук, приват-проф., УІПА, Харків, 
О.Б. СКОРОДУМОВА, докт.  техн. наук, проф., УІПА, Харків, 
Я.М. ГОНЧАРЕНКО, канд. техн. наук, УІПА, Харків 
 
РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ ОТРИМАННЯ ЕКЗОТЕРМІЧНИХ   
СУМІШЕЙ ДЛЯ ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО РЕМОНТУ  
ТЕПЛОВИХ АГРЕГАТІВ 
 
У роботі досліджено вплив хлоридів та фторидів лужних та лужноземельних металів на процес 
згоряння екзотермічної суміші, що використовується для гарячого ремонту вогнетривких футері-
вок теплових агрегатів. Розроблено оптимальний склад екзотермічної суміші. Встановлено вплив 
типу зв’язуючого на ступінь згоряння алюмінію 
 7 
В работе исследовано влияние хлоридов и фторидов щелочных и щелочноземельных металлов на  
процесс сгорания экзотермической смеси, используемой для горячего ремонта огнеупорных футе-
ровок тепловых агрегатов. Разработан оптимальный состав экзотермической смеси. Установлено 
влияние типа связующего на степень сгорания металлического алюминия 
 
The influence of alkali and alkaline earth metals chlorides and fluorides on the combustion process of the 
exothermic mixture used to hot refractory repair of refractory lining has been studied. The optimal phase 
composition of exothermic mixture has been developed.  It is established the effect of binding type on the 
degree of aluminum combustion. 
 
Вступ. 
Ефективність роботи високотемпературних промислових агрегатів у 
значній мірі залежить від якісного проведення профілактичних і проміжних 
ремонтів. Використання нових методів гарячого ремонту футерівок теплових  
агрегатів є найбільш актуальним.  
Одним з перспективніших методів гарячого ремонту є високотемперату-
рний синтез, що самопоширюється (СВС), оснований на екзотермічній взає-
модії двох або декількох компонентів при згорянні в середовищі окиснювача.  
Організація цього процесу здійснюється локальним або об'ємним нагрі-
ванням до температур, відповідних до порогу ініціювання реакцій окиснен-
ня-відновлення в зоні синтезу.  
Температура ініціювання СВC-процесу залежить від фізико-хімічної 
природи екзотермічної суміші [1]. 
Оксидна плівка, що утворюється на поверхні частинок алюмінію, ускла-
днює процес горіння алюмінію.  
Відомо [2 – 4], що для спаювання алюмінію та сплавів на його основі 
використовують як флюси фториди та хлориди лужних та лужноземельних 
металів.  
Тому дослідження впливу різних  флюсів на процес видалення оксидної 
плівки є актуальними.  
Метою даної роботи є дослідження впливу різних компонентів, що флю-
сують, на ступінь згоряння алюмінію в екзотермічних гранульованих сумі-
шах. 
Матеріали та методики досліджень.  
Для досліджень використовували гранульовані екзотермічні суміші на 
основі бою периклазохромітової цегли (ГОСТ 10888-93) та алюмінієвої пуд-
ри (ГОСТ 5494-95).  
Як зв’язуюче використовували рідке скло або клей ПВА.  
 8 
У якості флюсів використовували фториди й хлориди лужних і лужно-
земельних металів.  
Гранули екзотермічної суміші виготовляли з порошку бою периклазох-
ромитової цегли та зв’язуючого (рідкого скла або клею ПВА),  після чого їх  
плакували алюмінієвою пудрою. У зв’язуюче  вводили  флюсуючі добавки.   
Екзотермічні суміші піддавали згорянню у струмені кисню, після чого 
визначали кількість остаточного алюмінію. 
Експериментальна частина.  
При введенні добавок лужних та лужноземельних металів в склад екзо-
термічної суміші в однаковій кількості спостерігалося змінення вмісту оста-
точного алюмінію  в покритті після згоряння суміші.  
Залежність вмісту остаточного алюмінію від типу  добавки, що флюсує, 
наведено у таблиці 1. 
 
Таблиця 1 
Вплив добавок в екзотермічній суміші на ступінь згоряння алюмінію 
 
Встановлено, що найбільший вплив на ступінь згоряння алюмінію має 
фтористий калій, який забезпечує  мінімальну кількість остаточного алюмі-
нію в отриманому покритті (рисунок). 
Зменшення добавки фториду калію з 5 до 1 мас.% призводе до підви-
щення кількості остаточного алюмінію (приблизно на  0,72 %), але забезпе-
чує зріст вогнетривкості покриття. 
Визначали вплив типу зв’язуючого на ступінь згоряння екзотермічної 
суміші (табл. 2).   
№ п/п Вид добавки Вміст остаточного алюмінію, мас. % 
1 без добавки 2,97 
2 NaF 2,43 
3 KF 1,08 
4 CaF2 1,53 
5 CaC12 1,87 
6 MgCl2 2,07 
7 LiCl 1,98 
8 NaCl 2,43 
9 KCl 1,89 
 9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис. – Вплив кількості добавки KF на ступінь згоряння остаточного алюмінію 
 
Таблиця 2 
Вплив різних зв’язуючих на повноту згоряння алюмінію 
№ п/п Вид зв’язуючого Кількість KF, мас. % Вміст  остаточного  алюмінію, % 
1 Клей ПВА - 3,51 
2 Клей ПВА 1 2,03 
3 Рідке скло - 2,79 
4 Рідке скло 1 1,8 
 
Встановлено, що використання  рідкого скла забезпечує більш ефектив-
не згоряння порошку алюмінію в струмені кисню.  
Додаткове використання добавки фториду калію додатково знижує вміст 
остаточного алюмінію в покритті до 1,8 %. 
Таким чином, в результаті проведених досліджень встановлено, що пов-
ноту згоряння алюмінію в гранульованій екзотермічній суміші можна збіль-
шити шляхом уведення добавок фторидів і хлоридів лужних і лужноземель-
них металів.  
Найбільш ефективний вплив на повноту згоряння алюмінію надає фто-
ристий калій у комбінації з рідким склом як зв’язуючим гранул екзотермічної 
суміші.  
1,8
1,44
1,08
-0,1
0,1
0,3
0,5
0,7
0,9
1,1
1,3
1,5
1,7
1,9
В
м
іс
т 
ос
та
то
чн
ог
о 
ал
ю
м
ін
ію
, м
ас
. %
   
  
1 3 5
Кількість KF, мас.%
 10 
Список литературы:  1. Мержанов А.Г. Твердопламенное горение / А.Г. Мержанов. – Черного-
ловка: ИСМАН, 2000. – 224 с. 2. Локенбах  А.К Окисление высокодисперсных порошков алюми-
ния в неизотермических условиях / А.К Локенбах, В.В. Строд, Л.К. Лепинь // Известия академии 
наук Латвийской ССР. – 1988. – № 3. – С. 310 – 314.  3. Кудрявцев В.М. Исследование закономер-
ностей горения алюминия / В.М. Кудрявцев // Известия ВУЗов. – 1976. – № 1. – С. 111  – 114 .  
4. Гуревич М.А. О влиянии пленки окисла на характеристики воспламенения алюминия / М.А Гуре-
вич,  Е.С Озеров, А.А Юринов // Физика горения и взрыва. – 1978. – № 4. –  С. 50 – 55. 
 
Надійшла до редколегії 15.05.2012 
 
 
УДК 621.357.7 
 
А.А. МАЙЗЕЛИC, аспирант, НТУ «ХПИ»,  
Л.В. ТРУБНИКОВА, канд. техн. наук, ст. науч. сотр., НТУ «ХПИ», 
В.М. СОРОЧИНСКИЙ, ученик, ХЧ УВК «Вересень», Харьков 
 
ЦИКЛИЧЕСКАЯ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЯ НА НИКЕЛЕ В  
ПИРОФОСФАТНО-АММОНИЙНОМ ЭЛЕКТРОЛИТЕ 
 
Представлені результати дослідження електродних процесів,  що відбуваються на Pt и Ni в слабо-
лужному пірофосфатно-амонійному електроліті. Доведено, що швидкість виділення нікелю при 
збільшенні рН електроліту зростає, а первинне розчинення нікелю в слаболужних розчинах відбу-
вається з утворенням  сполук, що пасивують поверхню електроду. 
 
Представлены результаты исследования электродных процессов, происходящих на Pt и Ni в сла-
бощелочном пирофосфатно-аммонийном электролите. Показано, что скорость  выделения никеля 
при увеличении рН электролита увеличивается, а первичное растворение никеля в слабощелочных 
растворах осуществляется с образованием соединений, пассивирующих электрод.  
 
The results of investigation of electrode processes occurring on the Pt and Ni in the weak alkaline pyro-
phosphate-ammonium electrolyte are presented. The rate of nickel deposition increases with the increas-
ing of the electrolyte pH. The initial dissolution of nickel in weak alkaline solutions occures by the forma-
tion of compounds that leads to the passivation of the electrode.  
 
Вступление. При электролизе щелочных растворов в процессах перера-
ботки техногенных отходов и синтеза ряда веществ в качестве нераствори-
мых анодов используют никелевые электроды [1]. Присутствие в электролите 
лигандов, образующих комплексы с ионами никеля, может повлиять как на 
ход целевых анодных реакций, так и на растворимость никелевого анода. Ка-
тодный процесс на никелевом электроде в присутствии лигандов является 


Розробка технології отримання екзотермічних    сумішей для високотемпературного ремонту   теплових агрегатів

Гонтар, Тетяна Борисівна

eNTUKhPIIR Electronic National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute"; Institutional Repository

 6 Обработка в H3PO4 не оказывает влияния на механические свойства, о чем свидетельствует аналогичное количество изгибов. При наводораживании поверхности титановых образцов количество из-гибов незначительно уменьшается и равно 2.  Такое же количество изгибов получено и при испытании образцов,  на которые в процессе электролиза осаждался никель и медь.  Полученные данные свидетельствуют о том, что количество водорода, которое может поглощаться титаном, составляет небольшие величины, а во-дород, выделяющийся при никелировании, адсорбируется поверхностью, и возможно, его адсорбция вглубь кристаллической решетки не происходит.  Поэтому на основании проведенных расчетов и экспериментов при оса-ждении никеля толщиной до 5 мкм водород не оказывает существенного влияния на механическую прочность титановых сплавов.  Список литературы: 1. Макквиллэн А.Д. Титан / А.Д. Макквиллэн, М.К. Макквиллэн; [пер.  с англ.  С.Г. Глазунова]. – М.: Металлургиздат, 1993. – 461 с. 2. Ажогин Ф.Ф. Гальванотехника / Ф.Ф. Ажогин. – М.: Металлургия, 1987. – 735 с. 3. Якименко Г.Я. Техническая электрохимия: yчебник в 3  ч.  /  Г.Я. Якименко, В.М. Артеменко; под ред. Б.И. Байрачного. – Х.: НТУ «ХПИ», 2006. – Часть 3: Гальванические производства. – 272 с.  Поступила в редколлегию 18.05.12    УДК 666.762  Т.Б. ГОНТАР,  асистент, УІПА, Харків, С.М. ВИЛКОВ, канд. техн. наук, приват-проф., УІПА, Харків, О.Б. СКОРОДУМОВА, докт.  техн. наук, проф., УІПА, Харків, Я.М. ГОНЧАРЕНКО, канд. техн. наук, УІПА, Харків  РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ ОТРИМАННЯ ЕКЗОТЕРМІЧНИХ   СУМІШЕЙ ДЛЯ ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО РЕМОНТУ  ТЕПЛОВИХ АГРЕГАТІВ  У роботі досліджено вплив хлоридів та фторидів лужних та лужноземельних металів на процес згоряння екзотермічної суміші, що використовується для гарячого ремонту вогнетривких футері-вок теплових агрегатів. Розроблено оптимальний склад екзотермічної суміші. Встановлено вплив типу зв’язуючого на ступінь згоряння алюмінію  7 В работе исследовано влияние хлоридов и фторидов щелочных и щелочноземельных металлов на  процесс сгорания экзотермической смеси, используемой для горячего ремонта огнеупорных футе-ровок тепловых агрегатов. Разработан оптимальный состав экзотермической смеси. Установлено влияние типа связующего на степень сгорания металлического алюминия  The influence of alkali and alkaline earth metals chlorides and fluorides on the combustion process of the exothermic mixture used to hot refractory repair of refractory lining has been studied. The optimal phase composition of exothermic mixture has been developed.  It is established the effect of binding type on the degree of aluminum combustion.  Вступ. Ефективність роботи високотемпературних промислових агрегатів у значній мірі залежить від якісного проведення профілактичних і проміжних ремонтів. Використання нових методів гарячого ремонту футерівок теплових  агрегатів є найбільш актуальним.  Одним з перспективніших методів гарячого ремонту є високотемперату-рний синтез, що самопоширюється (СВС), оснований на екзотермічній взає-модії двох або декількох компонентів при згорянні в середовищі окиснювача.  Організація цього процесу здійснюється локальним або об'ємним нагрі-ванням до температур, відповідних до порогу ініціювання реакцій окиснен-ня-відновлення в зоні синтезу.  Температура ініціювання СВC-процесу залежить від фізико-хімічної природи екзотермічної суміші [1]. Оксидна плівка, що утворюється на поверхні частинок алюмінію, ускла-днює процес горіння алюмінію.  Відомо [2 – 4], що для спаювання алюмінію та сплавів на його основі використовують як флюси фториди та хлориди лужних та лужноземельних металів.  Тому дослідження впливу різних  флюсів на процес видалення оксидної плівки є актуальними.  Метою даної роботи є дослідження впливу різних компонентів, що флю-сують, на ступінь згоряння алюмінію в екзотермічних гранульованих сумі-шах. Матеріали та методики досліджень.  Для досліджень використовували гранульовані екзотермічні суміші на основі бою периклазохромітової цегли (ГОСТ 10888-93) та алюмінієвої пуд-ри (ГОСТ 5494-95).  Як зв’язуюче використовували рідке скло або клей ПВА.   8 У якості флюсів використовували фториди й хлориди лужних і лужно-земельних металів.  Гранули екзотермічної суміші виготовляли з порошку бою периклазох-ромитової цегли та зв’язуючого (рідкого скла або клею ПВА),  після чого їх  плакували алюмінієвою пудрою. У зв’язуюче  вводили  флюсуючі добавки.   Екзотермічні суміші піддавали згорянню у струмені кисню, після чого визначали кількість остаточного алюмінію. Експериментальна частина.  При введенні добавок лужних та лужноземельних металів в склад екзо-термічної суміші в однаковій кількості спостерігалося змінення вмісту оста-точного алюмінію  в покритті після згоряння суміші.  Залежність вмісту остаточного алюмінію від типу  добавки, що флюсує, наведено у таблиці 1.  Таблиця 1 Вплив добавок в екзотермічній суміші на ступінь згоряння алюмінію  Встановлено, що найбільший вплив на ступінь згоряння алюмінію має фтористий калій, який забезпечує  мінімальну кількість остаточного алюмі-нію в отриманому покритті (рисунок). Зменшення добавки фториду калію з 5 до 1 мас.% призводе до підви-щення кількості остаточного алюмінію (приблизно на  0,72 %), але забезпе-чує зріст вогнетривкості покриття. Визначали вплив типу зв’язуючого на ступінь згоряння екзотермічної суміші (табл. 2).   № п/п Вид добавки Вміст остаточного алюмінію, мас. % 1 без добавки 2,97 2 NaF 2,43 3 KF 1,08 4 CaF2 1,53 5 CaC12 1,87 6 MgCl2 2,07 7 LiCl 1,98 8 NaCl 2,43 9 KCl 1,89  9               Рис. – Вплив кількості добавки KF на ступінь згоряння остаточного алюмінію  Таблиця 2 Вплив різних зв’язуючих на повноту згоряння алюмінію № п/п Вид зв’язуючого Кількість KF, мас. % Вміст  остаточного  алюмінію, % 1 Клей ПВА - 3,51 2 Клей ПВА 1 2,03 3 Рідке скло - 2,79 4 Рідке скло 1 1,8  Встановлено, що використання  рідкого скла забезпечує більш ефектив-не згоряння порошку алюмінію в струмені кисню.  Додаткове використання добавки фториду калію додатково знижує вміст остаточного алюмінію в покритті до 1,8 %. Таким чином, в результаті проведених досліджень встановлено, що пов-ноту згоряння алюмінію в гранульованій екзотермічній суміші можна збіль-шити шляхом уведення добавок фторидів і хлоридів лужних і лужноземель-них металів.  Найбільш ефективний вплив на повноту згоряння алюмінію надає фто-ристий калій у комбінації з рідким склом як зв’язуючим гранул екзотермічної суміші.  1,81,441,08-0,10,10,30,50,70,91,11,31,51,71,9Вміст остаточного алюмінію, мас. %     1 3 5Кількість KF, мас.% 10 Список литературы:  1. Мержанов А.Г. Твердопламенное горение / А.Г. Мержанов. – Черного-ловка: ИСМАН, 2000. – 224 с. 2. Локенбах  А.К Окисление высокодисперсных порошков алюми-ния в неизотермических условиях / А.К Локенбах, В.В. Строд, Л.К. Лепинь // Известия академии наук Латвийской ССР. – 1988. – № 3. – С. 310 – 314.  3. Кудрявцев В.М. Исследование закономер-ностей горения алюминия / В.М. Кудрявцев // Известия ВУЗов. – 1976. – № 1. – С. 111  – 114 .  4. Гуревич М.А. О влиянии пленки окисла на характеристики воспламенения алюминия / М.А Гуре-вич,  Е.С Озеров, А.А Юринов // Физика горения и взрыва. – 1978. – № 4. –  С. 50 – 55.  Надійшла до редколегії 15.05.2012   УДК 621.357.7  А.А. МАЙЗЕЛИC, аспирант, НТУ «ХПИ»,  Л.В. ТРУБНИКОВА, канд. техн. наук, ст. науч. сотр., НТУ «ХПИ», В.М. СОРОЧИНСКИЙ, ученик, ХЧ УВК «Вересень», Харьков  ЦИКЛИЧЕСКАЯ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЯ НА НИКЕЛЕ В  ПИРОФОСФАТНО-АММОНИЙНОМ ЭЛЕКТРОЛИТЕ  Представлені результати дослідження електродних процесів,  що відбуваються на Pt и Ni в слабо-лужному пірофосфатно-амонійному електроліті. Доведено, що швидкість виділення нікелю при збільшенні рН електроліту зростає, а первинне розчинення нікелю в слаболужних розчинах відбу-вається з утворенням  сполук, що пасивують поверхню електроду.  Представлены результаты исследования электродных процессов, происходящих на Pt и Ni в сла-бощелочном пирофосфатно-аммонийном электролите. Показано, что скорость  выделения никеля при увеличении рН электролита увеличивается, а первичное растворение никеля в слабощелочных растворах осуществляется с образованием соединений, пассивирующих электрод.   The results of investigation of electrode processes occurring on the Pt and Ni in the weak alkaline pyro-phosphate-ammonium electrolyte are presented. The rate of nickel deposition increases with the increas-ing of the electrolyte pH. The initial dissolution of nickel in weak alkaline solutions occures by the forma-tion of compounds that leads to the passivation of the electrode.   Вступление. При электролизе щелочных растворов в процессах перера-ботки техногенных отходов и синтеза ряда веществ в качестве нераствори-мых анодов используют никелевые электроды [1]. Присутствие в электролите лигандов, образующих комплексы с ионами никеля, может повлиять как на ход целевых анодных реакций, так и на растворимость никелевого анода. Ка-тодный процесс на никелевом электроде в присутствии лигандов является 

http://repository.kpi.kharkov.ua/bitstream/KhPI-Press/10397/1/vestnik_HPI_2012_32_Hontar_Rozrobka.pdf

Розробка технології отримання екзотермічних сумішей для високотемпературного ремонту теплових агрегатів

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Library of National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute"

eNTUKhPIIR Electronic National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute"; Institutional Repository