Ученые ТГАСУ создали плазменный генератор для упрочнения огнеупорного кирпича
Плазменный генератор для повышения качества огнеупорного кирпича и керамики создали ученые Томского государственного архитектурно-строительного университета (ТГАСУ). Устройство перемещается по заданной траектории и оплавляет поверхность изделия, формируя защитный стекловидный слой. Об этом сообщает пресс-служба вуза.
Огнеупорные кирпичи и блоки применяются для внутренней облицовки печей, где температура может превышать 1400–1600 °C. В процессе производства с поверхностью кирпича контактируют расплавленный металл, шлаки и агрессивные газы, рассказал один из авторов разработки, младший научный сотрудник учебно-научной лаборатории «Наноматериалы и нанотехнологии» Марк Семеновых.
По словам ученого, из-за воздействия агрессивных веществ или перепадов температур на поверхности огнеупора возникают трещины, химическая коррозия или вымывание пор, что ведет к разрушению кирпича.
Установка, созданная специалистами ТГАСУ, предназначена для обработки поверхности огнеупоров плазмой с образованием стекловидного покрытия. Семеновых пояснил, что технология предполагает два варианта обработки. В первом случае на поверхность предварительно наносится керамическая паста из тугоплавких оксидов, например алюминия или циркония. Плазма оплавляет пасту, которая сплавляется с основой, образуя монолитное стеклокристаллическое покрытие.
Во втором варианте плазмой обрабатывается сам кирпич без нанесения пасты — тогда изменяется структура его поверхностного слоя. Ученый подчеркнул, что итоговое покрытие — это не краска и не напыление, а прочная корка, сплавленная с телом кирпича на молекулярном уровне.
Использование плазменной энергии для упрочнения поверхности огнеупоров позволяет создать стекловидный слой, принимающий на себя основные нагрузки и защищающий основную массу материала от разрушения. Как отметил Семеновых, обработка кирпича или другого огнеупора продлевает срок службы футеровок, снижает издержки при простоях оборудования, а в итоге уменьшает себестоимость условной тонны стали, стекла или цемента. Все это достигается на отечественном оборудовании и с использованием местного сырья.
Работа выполнена под руководством профессора Нелли Скрипниковой в рамках программы государственной поддержки университетов «Приоритет-2030», участником которой является ТГАСУ. Вуз реализует два ключевых стратегических проекта: «Инфраструктурная безопасность/Инженерный экстрим» и «Химия и инжиниринг новых строительных материалов».