8. Рабочие свойства огнеупорных материалов

1) Огнеупорность является свойством материала противостоять переходу в пластичное или жидкотекучее состояние при высоких температурах. Огнеупорность определяют следующим образом. Из испытуемого материала по ГОСТу изготовляют пироскопы, имеющие форму треугольных усеченных пирамид. Пироскоп в вертикальном положении помещают на подставке в печь и нагревают. С повышением температуры пироскоп размягчается и наклоняется. Температуру, при которой верхний конец пироскопа коснется подставки, называют огнеупорностью данного материала. Пироскоп наклоняется постепенно, так как огнеупорный материал предтавляет собой многокомпонентную систему и при нагреве ее компоненты размягчаются и расплавляются последовательно, начиная с более легкоплавких.

2) Деформация под нагрузкой при высоких температурах определяет способность огнеупорных материалов противостоять одновременному воздействию высоких температур и нагрузке на сжатие. Для испытания изделия изготовляют образец высотой 50 мм и диаметром 36 мм. Образец помещают в печь, сжимая под давлением 0,2 МПа, и нагревают. Температуру отмечают при деформации образца 4 и 40%. Температуру, соответствующую деформации 4%, называют температурой начала деформации, а температуру, соответствующую деформации 40%, называют температурой конца деформации. Температура начала деформации под нагрузкой характеризует строительную прочность огнеупорного материала. Огнеупорные материалы в печах испытывают напряжения сжатия, не превышающие, как правило, 0,2 МПа, поэтому температура начала деформации под нагрузкой практически равна максимальной температуре применения огнеупорного материала.

3) Шлакоустойчивость — свойство огнеупорных материалов противостоять химическому и физическому воздействию шлаков в условиях плавильных и раздаточных печей. Химическое воздействие определяется реакциями, протекающими между огнеупорным материалом и шлаком, а физическое — размывающим действием шлаков по отношению к огнеупорному материалу. Оба эти фактора действуют одновременно. Огнеупорные материалы, так же как и шлаки, могут быть кислыми, основными и нейтральными. Соответственно подбирают материал для футеровки: при кислых шлаках — кислые огнеупорные материалы; при основных шлаках — основные огнеупорные материалы.

4) Сопротивление истиранию и удару имеет значение для вагранок, тигельных индукционных печей и т. п. Прочность огнеупорных материалов на истирание устанавливают с помощью истирающих кругов

5) Сопротивление воздействию печной атмосферы — важное свойство огнеупорных материалов. Газовая атмосфера, заполняющая печное пространство, может быть окислительной, восстановительной и нейтральной. Окислительной атмосфере хорошо противостоят все огнеупорные материалы, за исключением углеродистых. Восстановительную атмосферу хорошо выдерживают огнеупорные материалы, не содержащие большого количества оксидов железа.

6) Термическая стойкость − свойство огнеупорных материалов противостоять резким изменениям температуры, не разрушаясь и не растрескиваясь. Она повышается при увеличении теплопроводности и уменьшается с ростом теплового расширения. Форма и размер огнеупорного изделия также влияют на его термическую стойкость; она тем ниже, чем сложнее форма изделия и больше его размер.