Вогнетриви мають дуже велике значення в економіці нашої країни. Без вогнетривів неможливо виплавити ні 1 т металу, зробити ні 1 т цементу, скла, ряду хімічних сполук, отримати ні 1 кВт електроенергії на ТЕС і АЕС, не запустити ні 1 ракету, освоїти Космос, створювати сучасне озброєння і багато інших областей, які не мислимих без вогнетривів.
Тому в сучасних умовах, перш за все, необхідно підвищити повагу і увагу до вогнетривами з усіма витікаючими з цього наслідками на всіх рівнях від держави до технологів-вогнетривників.
Сучасні тенденції розвитку виробництва і застосування вогнетривів засновані на об'єктивних діалектичних законах їх розвитку, неминучість виконання яких визначаються тільки часом і швидкістю підвищення рівня мислення, тобто підвищенням рівня знань та інтелекту. Нижче наведено їх конкретизація.
1. Генеральною лінією розвитку виробництва і застосування вогнетривів нашої країни є підвищення якості вогнетривів. Тільки шляхом підвищення якості вогнетривів можна вижити в сучасних умовах. Якщо раніше під підвищенням якості вогнетривів розуміли збільшення показників їх властивостей (міцності, щільності, термостійкості і ін.), То зараз фактично підвищення якості вогнетривів означає ступінь їх корисності у споживачів, тобто ступінь задоволення потреб споживача комплексом показників: підвищення стійкості вогнетривів, зниженням витрати вогнетривів на 1 т продукції, техніко-економічним ефектом і підсумковим показником - коефіцієнтом ефективності вогнетривів (сумою виробництва і застосування вогнетривів - КЕФ). Різниця КЕФ за різні періоди часу і визначає ставлення якість / ціна-> maxпрібиль (а не навпаки).
Підвищення якості вогнетривів починається з підвищення рівня мислення (знань та інтелекту). Без підвищення рівня мислення ні про яку якість не може бути й мови. Це обумовлено об'єктивними діалектичним законом розвитку: рівень мислення завжди дорівнює якості продукції. Отже, на підприємствах який рівень мислення, таке і якість вогнетривів.
Рівень мислення = якості вогнетривів
2. Сучасне діалектичний розвиток матеріалознавства здійснюється переходом в глиб речовини: від існуючого мікрорівня (розмір часток d = 10 -6 м) спочатку переходом на наноуровень (d = 10 -9 м), а в майбутньому - на пікоуровень (d = 10 -12 м). Тому розвиток технологій в матеріалознавстві відбувається в наступній послідовності:
Мікротехнологіі-> нанотехнологіі-> пікотехнологіі
Отже, неминучий перехід від існуючих технологій вогнетривів в глиб речовини, в глиб вогнетривів - до нанотехнологій. Тільки перехід в глиб вогнетривів дозволяє різко підвищити їх якість.
3. Глибину вогнетривів визначають електрони. Вся хімія заснована на електронах, все хімічні реакції визначаються електронами. Тому процеси формування і зносу вогнетривів також визначаються рухом електронів, що підкоряються тільки електромагнітної енергії. Рух (управління) наночастинками також підпорядковується електромагнітної енергії.
Тому перехід від існуючих технологій виробництва та застосування вогнетривів до електронних технологій вогнетривів - це актуальне завдання сучасного розвитку вогнетривів.
4. Перехід до електронних технологій вогнетривів зумовлений багатьма положеннями квантової фізики і хімії:
- посиленням катіонно-аніонних зв'язків в кристалічних решітках, між ними і підвищенням щільності вогнетривів.
Для зниження пустотности кристалічних решіток необхідно їх легувати різними іонами в залежності від умов служби - чим більше катіонно-аніонних зв'язків в кристалічних решітках, тим більше їх стійкість.
Так, наприклад, доцільно легувати кристалічні решітки вогнетривких матеріалів вуглецем і азотом в газовій фазі з досвіду легування періклазовий порошків вуглецем.
Вуглець і азот мають малий іонний радіус (С 4+ = 0,020 і N 5 + = 0,015нм) і тому добре насичують будь кристалічні решітки вогнетривких матеріалів.
Для зниження пористості вогнетривів (крім звичайних технологічних параметрів: підвищення тиску пресування і кування без запрессовки повітря, застосування суперпластифікаторів у вигляді наночастинок, температури випалу та ін.) Необхідно покривати поверхню пір наночастинками через розчини і вирощувати в них кристали по електронній технології.
- посилення електромагнітної взаємодії частинок (зерен) в процесі формування монолітних футеровок і виробів.
При зближенні частинок, наприклад, при пресуванні, між ними виникає електромагнітне поле. За класичній фізиці взаємодія між частинками відбувається через електромагнітне поле:
Тому введення додаткової електромагнітної енергії в процесі формування монолітних футеровок і окремих виробів зміцнює взаємодія частинок і підвищує тим самим їх якість
- збільшення електромагнітної енергії в вогнетривкої футеровки в процесі їх служби для зниження і регулювання їх зносу.
За діалектиці при взаємодії будь-яких систем між ними відбувається обмін масою, електромагнітної енергією (основним видом енергії, вираженої в численних формах руху матерії) і інформацією. В області служби вогнетривів массообмен між вогнетривами і шлаком досить докладно вивчений і його продовжують досліджувати, тому що близько 70% всіх вогнетривів зношуються шлакораз'еданіем. Енергообмін практично не вивчений, а інформаційний обмін (з термодинаміки інформаційних процесів) на межі фантастики.
В процесі служби вогнетриви втрачають не тільки масу, але і енергію. Якщо втрати маси відновлюють шляхом нанесена або підлива футеровок, то відновлення втрати електромагнітної енергії повністю відсутня.
Тому в процесі служби до вогнетривкої футеровки необхідно підводити електромагнітну енергію, яка створює навколо вогнетривів електромагнітні поля, відразливі електрони і іони шлаків і тим самим перешкоджають їх проникненню в вогнетриви. При цьому в самих вогнетривах створюються вторинні електромагнітні поля, що перешкоджають взаємодії інших полів.
Регулюванням підводиться електромагнітної енергії можна змінювати знос (втрату маси) і заростання (збільшення маси) вогнетривких футеровок з комп'ютерних технологій (режимам).
5. Електронні технології вогнетривів є підведення електромагнітної енергії до різних технологічних операціях виробництва і застосування вогнетривів: збагачення сировини, дроблення і помел вихідних матеріалів, змішання вихідних матеріалів, пресування, кування, вібролиття виробів і монолітних футеровок, їх сушіння, випалювання і електрообработкі (гарт ).
На всіх технологічних операціях електромагнітна енергія в оптимальних кількостях і режимах підвищує якість вогнетривів.
Так, наприклад, при електропрессованіі періклазоуглеродістих і корундоуглеродістих виробів між зернами різко підвищується температура, між частинками графіту виникають вольт дуги, знижується ступінь окислення графіту, можливо виняток органічних зв'язок, виключається сушка для термічної обробки вогнетривів. Вироби виготовляють за технологією «прес-пакет», тобто вироби після пресування відразу укладають в пакети.
Електросушка монолітних футеровок є рівномірною, прискореної та автокаталитической - сушка автоматично припиняється після видалення всієї фізичної вологи. Для видалення хімічно зв'язаної вологи необхідний додатковий підведення електромагнітної енергії у вигляді теплової. Електросушка вогнетривких виробів - це найбільш екологічно чиста сушка.
Підведення електромагнітних полів до зони випалу вогнетривких виробів формує в них задану мікроструктуру, що перевірено при виробництві надпровідників.
Основним видом зносу углеродосодержащих вогнетривів по електронній технології є перехід електронів від вуглецю до кисню, загальмувати який в процесі їх формування можна пасивацією графіту і органічних зв'язок, а в процесі служби - підведенням до вогнетривами електромагнітної енергії.
Отже, перехід від існуючої технології до електронної технології вогнетривів, безумовно, є головною сучасною тенденцією підвищення якості вогнетривів.
6. Іншою актуальною сучасною тенденцією виробництва і застосування вогнетривів є розробка технології нових видів вогнетривів. Перед молоддю відкриваються цікаві, творчі шляхи, широкі можливості, творче ставлення до розвитку вогнетривів з високою зносостійкістю.
Так, наприклад, тільки в області шпинелідних вогнетривів за даними академіка А. С. Бережного існує 1,5 тис. Шпінелідов, з яких можна виготовити 84 видів нових вогнетривів. Це без добавки графіту, а з добавкою графіту і безкисневих сполук можна отримати більше 200 видів нових високостійких вогнетривів, виготовлених по електронній технології. У цій області щодо докладно розглянуті тільки шпінеліди системи MgO-Cr2 O3 -Al2 O3 -Fe2 O3 і розпочато роботи по шпинелідних наноогнеупорам.
Особливо, розробка нанотехнологій (наноогнеупоров), а в майбутньому і пікотехнологій (пікоогнеупоров) заслуговує серйозної уваги для численних областей застосування вогнетривів - від металургії до Космосу.
7. Для виробництва сталі нового покоління та інших металів цього ж рівня, перш за все, будуть потрібні вогнетривкі футерування нового покоління, які мають стійкість більш ніж в 2 рази в порівнянні з існуючими. Тому вже зараз треба розробляти такі футерування. Методологічні основи і послідовність створення футеровок нового покоління, детально наведена в монографії «Магнезіальні вогнетриви», такі:
- вхідні параметри: умови служби та механізм зносу вогнетривів;
- розрахунки фізико-хімічних моделей вогнетривів нового покоління за допомогою комп'ютерних програм штучного інтелекту;
- уточнення вогнетривів нового покоління шляхом виготовлення лабораторних зразків і визначення їх властивостей;
- розробка комп'ютерної технології виробництва і застосування вогнетривів нового покоління;
- вхідні параметри: розрахунки, проектування і виготовлення теплоізоляційних футеровок нового покоління, повністю задовольняють вимогам металургів та інших споживачів.
Розробка футеровок нового покоління за пропонованою методології дозволяє в підсумку досягти найбільшого ресурсозбереження.
8. Багато сучасні тенденції розвитку виробництва і застосування вогнетривів заслуговують, безумовно, окремою серйозної проробки: підвищення властивостей вихідних сировинних матеріалів, модернізації вогнетривкого виробництва, будівництво нових сучасних вогнетривких підприємств, створення оптимальної вогнетривкої структури в нашій країні, відродження галузевої вогнетривкої науки шляхом посилення її зв'язків з академічною наукою і з виробництвом і службою вогнетривів і ін.
Все це можливо тільки на шляхах об'єктивних діалектичних законів розвитку вогнетривів, початок яких лежить в підвищенні рівня мислення - знань та інтелекту. І, звичайно, у виконанні закону: «Творити, а не кусатися». Це докладно описано в монографії «Діалектика вогнетривів» - нової науки в галузі вогнетривів.
Таким чином, численні сучасні тенденції розвитку виробництва і застосування вогнетривів вказують на необхідність вирішення не тільки технологічних, а й економічних проблем: переходу до гармонійної планово-ринкової економіки, ліквідації кришування, відкатів, армії посередників «купи-продай», модернізації вогнетривкого виробництва та ін .
У підсумку - необхідно підвищувати якість вогнетривів, а не імпортні мита на закордонні вогнетриви.
Нижче наведена основна література для послідовного, систематичного підвищення рівня мислення - знань та інтелекту, основи організації виробництва вогнетривів нового покоління по електронній нанотехнології.
9.Кесарев В.В. Еволюція речовини Всесвіту / В.В.Кесарев. - М. Атомиздат, 1976.-184с.
10.Юдін І.А. Мінералогія метеоритів / І.А.Юдін, В.Д.Коломенскій. - Свердловськ: УНЦ Ан СРСР, 1987.-200с.
14.Бережной А.С. Багатокомпонентні системи оксидів. / А.С.БЕРЕЖНОГО. / Київ: «Наукова думка», 1970. - 544с.
15.Тонков Є.Ю. Фазові діаграми з'єднань при високому тиску. / Е.Ю.Тонков. - М. Наука. 1983. - 280с.
20.Перепеліцин В.А. Основи технічної мінералогії та петрографії. / В.А.Перепеліцин. - М. Недра, 1987. - 255с.