24 Огнеупорные крем­неземистые (динасовые материалы)

Динасовый материал — это огнеупорный материал, содер­жащий не менее 93% Si0₂ (до 94%) и изготовленный из квар­цевых пород на известковой или другой связке:

Огнеупорность, °С 1690—1710

Температура начала деформации под нагрузкой

(не менее), °С 11620—1690

Объемная масса, т/м³1,8—2,0

предел прочности при сжатии (не менее), МПа 17—34 пористость (не более), °/о 21—23

Динас хорошо противостоит действию кислых шлаков и име­ет низкую стойкость по отношению к основным шлакам. Динас обладает низкой термостойкостью, он выдерживает 1—2 водя­ные теплосмепы. Поэтому футеровка из динаса хорошо работает при высоких томпературах, если ее не охлаждают ниже 700— 800° С. Изделия из динаса характеризуются большим увеличе­нием объема при нагревании, связанным с термическими расши­рением изделия и модификационными изменениями Si0₂. Динасом футеруют своды мартеновских печей, где он подвергается воздействию высоких температур и пыли. Брызги шлака и плавильная пыль взаимодействуют с динасом свода. При этом образуются легкоплавкие силикаты, снижающие стойкость свода. В этих условиях более устойчив высокоплотпый динасовый кирпич. Динасовым кирпичом также футеруют своды электродуговых сталеплавильных печей. Он находится прихмерно в тех же условиях, что и в сводах мартенов­ских печей, но подвергается воздействию больших температур­ных перепадов. В дуговых печах в период кипения и рафиниро­вания температура достигает 1700—1800° С.

25 Огнеупорные алюмоселикатные материалы (полукислые, шамотные, высокоглиноземистые)

Шамотными называют огнеупорные материалы, содер­жащие 30‒45% А1₂О₃ и изготовленные из огнеупорных глин.

Шамотные огнеупорные материалы отличаются низкой тем­пературой начала деформации под нагрузкой, заметной усадкой при высоких температурах, значительной пористостью и удов­летворительной термостойкостью.

Шамотные огнеупорные материалы имеют низкую химическую стойкость по отношению к основным и удовлетворительную по отношению к кислым расплавленным шлакам. Применение их в высокотемпературных плавильных печах ограничено. Однако их низкая стоимость и возможность получения из местного сырья способствуют широкому использованию шамотных материалов для изготовления печей, температура в которых не превышает 1350 °С и где они не контактируют с расплавленными шлаками. Шамот­ными огнеупорными материалами футеруют шахты вагранок, воздухоподогреватели для вагранок, ковши для металла, нагрева­тельные и термические печи, дымоходы и дымовые трубы.

Полукислые огнеупорные изделия содержат Al203+Ti02 не более 30% и Si02 не менее 65%. Полукислые изделия готовят из высокопластичных огнеупорных глин (в качестве связки), шамотного порошка и кварцитов (чистый кварцевый песок, молотые кварциты и т. п.) в качестве заполнителей.

Обжиг сырца осуществляют при температуре 1300—1380° С. Полукислые изделия выпускают трех классов А, Б и В.

Обладая более высокой температурой начала деформации под нагрузкой, лучшей шлакоустойчивостью при воздействии кислых шлаков и постоянством объема по сравнению шамотными изделиями, полукислые огнеупоры в определенных условиях являются лучшим материалом, чем шамотные, и находят широкое применение при строительстве боровов, кладки коксовых печей, футеровки вагранок, насадки регенераторов и других видов промышленных печей и их элементов.

Высокоглиноземистые огнеупорные материалы. Муллитокремнеземистые, муллитовые,муллитокорундовые и корундовые огнеупорные материалы называют высокоглиноземистыми. С увеличением содержания А1₂О₃ повышаемся качество огнеупорных материалов:

‒ огнеупорность; ‒ термическая стойкость; ‒ механическая прочность; ‒ плотность; ‒ шлакоустойчивость.

Интенсификация режимов работы плавильных печей, печей для выдержки и раздачи металла предъявляет все более высокие требования к огнеупорным материалам в отношении их стойкости к агрессивным расплавам, механическим нагрузкам, воздействию газовых и других сред при высоких температурах. Этим требова­ниям во многих случаях удовлетворяют высокоглиноземистые огне­упорные материалы, в основном муллитокорундовые и корундо­вые. Сырьем для производства муллитокорундовых и корундовых огнеупорных материалов служит оксид алюминия в виде техни­ческого глинозема и электрокорунда.

Электрокорунд бывает двух видов: белый с 97‒99% А1₂О₃ и нормальный с 91‒93% А1₂О₃. Из белого электрокорунда изго­товляют корундовые огнеупорные изделия и массы. Для изго­товления высокоглиноземистых изделий с меньшим содержанием А1₂О₃ в качестве сырья используют бокситовые породы и дистен‒силиманитовый концентрат. Бокситы и бокситовые глины, представляющие собой породу переходного типа между бокситами и огнеупорными глинами, содержат более 45% А1₂О₃. Дистен‒силиманитовый концентрат содержит не менее 57% А1₂О₃.

Для футеровки индукционных канальных печей используют плотные корундовые изделия, изготовляемые из электроплавленного белого корунда; технического глинозема, кварцевого песка; дистен‒силиманитового концентрата; ортофосфорной кислоты. Прессование сырых изделий осуществляют на гидравлическом прессе под давлением 100 МПа.

После прессования изделия подвергают сушке при температуре 160‒180 °С до остаточной влажности не более 1%. Высушенные изделия обжигают при температуре 1700 °С в туннельных печах. Общая продолжительность обжига 100‒130 ч. Обожженные изделия после контроля поступают на склад готовой продукции.

Высокоглиноземистые огнеупорные материалы широко приме­няют в металлургии, в том числе для доменных, мартеновских и высокотемпературных нагревательных печей. Корундовые огне­упорные материалы отличаются высокой устойчивостью к жидким металлам и шлакам. Они обладают высокой термической устой­чивостью и механической прочностью.

Корундовыми огнеупорными изделиями футеруют индукцион­ные канальные печи для выдержки и перегрева чугуна