Технічна оцінка карбідокремнієвого матеріалу з довідновленої техногенної сировини основного виробництва SiC
Loading...
Date
2023
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
НМетАУ, Дніпро
Abstract
UKR: Мета. Підвищений інтерес до карбіду кремнію, що спостерігається останнім часом, обумовлений не лише його високими абразивними властивостями, а й унікальними фізико-хімічними характеристиками. Матеріали та вироби, отримані з використанням карбіду кремнію, мають рідкісні властивості. Вони мають високу механічну міцність та теплопровідність, низький коефіцієнт термічного розширення, стійкі до хімічно агресивних середовищ та абразивного зношування у широкому інтервалі температур. Унікальні властивості SiC визначають найширшу сферу його застосування: від виробництва абразивних інструментів, високотемпературних нагрівачів, вогнетривкої кераміки до металургії. Основна маса карбіду кремнію виробляється у печах опору по методу Ачесона. Одним із питань процесу виробництва карбіду кремнію є низький вихід товарної продукції що становить 15-19% від маси завантаження. Тому забезпечення максимального виходу продукту та зниження витрат сировинних матеріалів є важливим виробничим завданням. Методика. Проведено лабораторні випробування: для визначення фізико-механічних властивостей отриманого карбідкремнійвміщуючого продукту. Виконано рентгенофазовий аналіз для ідентифікації фаз, що входять до складу досліджуваного довідновленого матеріалу. Результати та наукова новизна. Досліджено можливості отримання карбіду кремнію металургійної якості з вторинних матеріалів електротермічних виробництв. Проведені мікроструктурні і фазові дослідження довідновленого карбідкремнійвміщуючого матеріалу. За результатами досліджень визначено напрями використання зазначеного продукту. Практична цінність. Залучення у виробництво вторинних матеріалів дасть значне зниження витрат на шихтові матеріали та головне – знизить собівартість готової продукції, а також дозволить вирішити екологічні проблеми регіонів, де накопичилися техногенні родовища відходів.
ENG: The goal. The increased interest in silicon carbide observed recently is due not only to its high abrasive properties but also to its unique physical and chemical characteristics. Materials and products obtained using silicon carbide have rare properties. They have high mechanical strength and thermal conductivity, low coefficient of thermal expansion, are resistant to chemically aggressive environments, and abrasive wear in a wide temperature range. The unique properties of SiC determine the widest scope of its application: from the production of abrasive tools, high-temperature heaters, and refractory ceramics to metallurgy. The main mass of silicon carbide is produced in resistance furnaces according to the Acheson method. One of the issues of the silicon carbide production process is the low output of commercial products, which is 15-19% of the loading weight. Therefore, ensuring the maximum yield of the product and reducing the onsumption of raw materials is an important industrial task. Methodology. The lab researches were conducted: for the detection of mechanical properties of obtained material that contains silicon. The x-ray analysis for phases’ identification in the constitution of supplementary recovered material that research was performed. Results and scientific novelty. The capabilities of making of metallurgical quality silicon carbide from the electrothermal industry secondary materials were explored. The microstructural and phase researching of supplementary reduced material that contains silicon was conducted. Practical value. Involving in the production of secondary materials will significantly decrease expenses for raw materials and most importantly will reduce the cost price of production and additionally allow to solve the ecological issues of local communities where artificial deposits were accumulated.
ENG: The goal. The increased interest in silicon carbide observed recently is due not only to its high abrasive properties but also to its unique physical and chemical characteristics. Materials and products obtained using silicon carbide have rare properties. They have high mechanical strength and thermal conductivity, low coefficient of thermal expansion, are resistant to chemically aggressive environments, and abrasive wear in a wide temperature range. The unique properties of SiC determine the widest scope of its application: from the production of abrasive tools, high-temperature heaters, and refractory ceramics to metallurgy. The main mass of silicon carbide is produced in resistance furnaces according to the Acheson method. One of the issues of the silicon carbide production process is the low output of commercial products, which is 15-19% of the loading weight. Therefore, ensuring the maximum yield of the product and reducing the onsumption of raw materials is an important industrial task. Methodology. The lab researches were conducted: for the detection of mechanical properties of obtained material that contains silicon. The x-ray analysis for phases’ identification in the constitution of supplementary recovered material that research was performed. Results and scientific novelty. The capabilities of making of metallurgical quality silicon carbide from the electrothermal industry secondary materials were explored. The microstructural and phase researching of supplementary reduced material that contains silicon was conducted. Practical value. Involving in the production of secondary materials will significantly decrease expenses for raw materials and most importantly will reduce the cost price of production and additionally allow to solve the ecological issues of local communities where artificial deposits were accumulated.
Description
І. Дерев'янко: ORCID 0000-0002-4518-9535; О. Жаданос: ORCID 0000-0002-9533-9933
Keywords
карбід кремнію, піч опору, техногенні родовища, температурні зони, фронт відновлювальних реакцій, вторинні матеріали, silicon carbide, resistance furnace, industrial deposits, temperature zones, front of reducing reactions, secondary materials, КЕМ (ІПБТ)
Citation
Дерев'янко І. В., Жаданос О. В., Заболотських Є. О. Технічна оцінка карбідокремнієвого матеріалу з довідновленої техногенної сировини основного виробництва SiC. Теорія і практика металургії. 2023. № 2 (139). С. 5–9.