8

Основні процеси технології вогнетривів

1. СИРОВИНА ВОГНЕТРИВКОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ

Для отримання вогнетривів вибирають вихідні речовини з вогнетривкістю вище 1580 ^оС або такі, які внаслідок переробки дають нові речовини з вогнетривкістю не нижче вказаної.

Вогнетривкою основою більшості видів вогнетривів є важкотопкі оксиди CaO (2587 ^оС), MgO (2800 ^оС), Cr₂O₃ (1990 ^оС), Al₂O₃ (2047 ^оС), SіO₂ (1713 ^оС), ZrO₂ (2700 ^оС), а також вуглець (близько 5000 ^оС) у вигляді графіту чи коксу. Для отримання матеріалів вищої вогнетривкості використовують карбіди і нітриди цих же елементів і деякі рідкісні елементи у вигляді їх оксидів, карбідів, нітридів і сульфідів. Температура топлення деяких важкотопких сполук подано в табл. 1.

Таблиця 1.

Температура топлення оксидів, карбідів і нітридів

Елемент	Оксиди		Карбіди		Нітриди
	формула	tт, оС	формула	tт, оС	формула	tт, оС
Берилій Магній Алюміній Силіцій Кальцій Титан Ванадій Хром Марганець Залізо Цинк Стронцій Ітрій Цирконій Молібден Барій Лантан Церій Гафній Торій Уран Вольфрам	BeO MgO Al2O3 SіO2 CaO TіO2 VO2 V2O3 Cr2O3 MnO Fe2O3 ZnO SrO Y2O3 ZrO2 - BaO La2O3 CeO2 HfO2 ThO 2 UO2 WO2	2570 2800 2050 1713 2587 1640 1967 1970 1990 1650 1538 1800 2430 2110 2700 - 1930 2315 1950 2812 3050 2176 1550	Be2C - Al4C3 SіC CaC3 TіC VC - - - Fe3C - - - ZrC Mo2C - - - HfC - U2C8 WC	2100* - 2200* 2500 2300 3140 2810 - - - 1837 - - - 3800 2570 - - - 4160 - 2100 2857*	Be3N2 - AlN Sі3N4 - TіN VN - - - - Zn3N2 Sr3N2 YN ZrN - Ba3N2 - - HfN - - -	2473 - 2150 2200 - 3220 2050 - - - - 1000* 1300 3000 3260 - 1273 - - 3580 - - -

^* - Примітка: - розкладається.

Крім оксидів, карбідів і нітридів, високу температуру топлення мають деякі силікати, алюмінати, алюмосилікати, фосфати, сполуки типу шпінелей та інші.

Виходячи з температури топлення і розповсюдженості окремих елементів в природі, найбільш практичне значення для виробництва вогнетривів і високовогнетривів мають оксиди силіцію, алюмінію, магнію, хрому, кальцію, цирконію, берилію, фосфору, сполуки і суміші цих оксидів, а також вуглець у вигляді коксу і графіту.

Сировиною для виробництва вогнетривів служать гірські породи, що містять важкотопкі оксиди. В більшості випадків мінерали, що містять важкотопкі оксиди, отримують при випалі гірських порід. Наприклад, при випалі породи магнезиту отримують оксид магнію периклаз, при випалі каолінітових глин отримують муліт і оксид силіцію.

У виробництві вогнетривів часто використовують штучні технічні продукти серед яких найбільше розповсюдження отримали технічний глинозем, хроміт магнію (MgCr₂O₄), нітриди силіцію і алюмінію, вуглецеві матеріали (графіт, кокси, синтетичні смоли) та інші.

У виробництві вогнетривів доцільно використовувати суміші з вогнетривких сировинних матеріалів (оксидів, їх сполук і т.п.), що відрізняються протилежними властивостями, наприклад зсіданням і збільшенням лінійних розмірів, або основним і кислим характером і т. д. Такі суміші і їх сполуки в деяких випадках дозволяють виготовляти вогнетриви із сталістю об'єму, хемічно нейтральним характером та іншими цінними властивостями. Наприклад, вогнетривкі глини при випалі дають зсідання, а кварцити збільшуються в розмірах.

Проте не кожне поєднання речовин з протилежними властивостями приводить до позитивних результатів. Так з суміші вогнетривкої глини чи доломіту і вапняку вогнетривів отримати не можливо.

Властивості виробів залежать не тільки від вогнетривкої основи (як правило кристалічної), але і від зв'язки (склоподібна або кристалічна), що цементує вогнетривку основу.