Optimizacija i unapređenje sinteze i karakterizacije bazaltnog liva

Abstract

U okviru tehničkog rešenja su istraţeni procesi dobijanja sinterovanog bazalta povišenih svojstava otpornosti na habanje i kavitaciju. Kao polazni materijal korišćene su olivin-piroksenske bazaltne stene iz leţišta Vrelo–Kopaonik (rovni bazalt). Definisani su optimalni parametri dobijanja bazaltnog praha procesima drobljenja i mlevenja bazaltnih stena. Predloţena je optimizacija procesa presovanja i sinterovanja bazalta u cilju postizanja zahtevane strukture i poboljšanih svojstava otpornosti na dejstvo habanja i kavitacije. OdreĎena je otpornost sinterovanog bazalta pod dejstvom kavitacije primenom ultrazvučne vibracione metode sa stacionarnim uzorkom prema standardu ASTM G32. Razvijena je metodologija procene kavitacione otpornosti sinterovanog bazalta na osnovu izračunatih kavitacionih brzina i analize morfologije oštećenja površine bazirane na primeni skenirajuće elektronske mikroskopije i kompjuterske analize slike. Definisani su elementi za procenu rizika i mere za kontrolu rizika nastajanja i razvoja oštećenja sinterovanog bazalta pod dejstvom kavitacije. Ovim tehnološkim rešenjem otvara se mogućnost prerade bazaltnih stena iz leţišta Vrelo–Kopaonik u proizvode za široku primenu u uslovima u kojima se javljaju visoke temperature i pritisci, habanje, korozija, dejstvo reaktivnih materijala kao što su tečni metali, šljaka, alkalije, jedinjenja hlorida, korozivni gasovi. Istraţeni reţim sinterovanja bazalta doveo je do pojave različitih udela staklaste i kristalne faze u strukturi. Cilj je bio da se definiše optimalni postupak sinterovanja bazalta (najmanje količine dodataka, najmanji utrošak energije, najkraća vremena) koji će proizvesti materijal ţeljene strukture i svojstva. Očekivani konačni rezultat je sinterovani bazalt poboljšanih svojstava koji moţe da zadovolji zahteve industrijske primene i ugradnje u konstruktivne elemente metalurških agregata. Pri tome svojstva materijala se odreĎuju pomoću standardizovanih laboratorijskih metoda ispitivanja ili pomoću savremenih instrumentalnih metoda, vodeći računa da rezulalti dobijeni odreĎenom metodom budu meĎusobno uporedni. Pokazano je da razvijena metoda karakterizacije omogućava brzo odreĎivanje svojstava otpornosti vatrostalnih materijala na bazi sinterovanog bazalta. Definisane metode karakterizacije mogu da se koriste u praksi za ocenu mogućnosti primene i drugih vatrostalnih materijala koji su u radu izloţeni dejstvu kavitacionih opterećenja ili habanju.