29. Основные виды огнеупорных изделий, их классификация, технология изготовления и применение.

Любую печь футеруют из материалов 2^ух видов: огнеупорных и теплоизоляционных

Огнеупоры противостоят воздействию высоких температур, расплавленного металла и шлаков и, как правило, имеют высокий коэфф. теплопроводности.

Теплоизоляционные материалы имеют низкую теплопроводность, но не выдерживают высокую температуру. Температура применения не превышает 960 . Поэтому футеровку выполняют как минимум двухслойной, рабочая часть выкладывается из огнеупоров, а наружную из теплоизоляционных материалов.Теплоизоляционный материал используется в виде формованных изделий, засыпак, замазок и т.д.

Подразделяют на:естественные (диатомит, перлит, асбест) и искусственные (диатомитовый кирпич, асбоцемент, совелит, шлаковая и стеклянная вата и т.д.)

Диатомит – природный материал, состоящий из остатков панцирных микроорганизмов. В естественном виде применяют в виде засыпок и замазок, а также для изготовления диатомитового кирпича. Получают формовкой диатомитового порошка с глиной, с последующим обжигом.

Перлит – это вулканическая порода, в основном состоящая из стекла. При нагреве до температуры 1200 перлит переходит в пластическое состояние и увеличивается в 10-15 раз, полученная масса явл. исходным сырьём для получения термоизоляционных изделий.

Асбест – используется в виде листового картона, шнура и засыпки.

Асбоцемент – изготавливается из смеси асбеста и портландцемента.

Если предыдущие материалы использовались до температуры 900 , то асбоцемент до 450 .

Совелит – изготовлен из смеси доломита и асбеста. Температура применения до 500 .

Шлаковая вата – получают из металлургического шлака, т.е. струю шлака раздувают паром или сжатым воздухом. Температура применения до 600 .

Стеклянная вата - получается вытягиванием из расплавленного стекла.

30. Естественные и искусственные теплоизоляционные материалы.

Главной рабочей характеристикой теплоизоляционных материалов (ТИМ) служит предельная температура их применения. По этому параметру теплоизоляционные материалы подразделяются на три группы:

- низкотемпературные ТИМ (до 1200 К);

- среднетемпературные ТИМ (до 1500 К);

- высокотемпературные ТИМ (свыше 1500 К).

Теплоизоляционные материалы характеризуются теми же физическими свойствами, что и огнеупоры: пористостью, теплопроводностью, теплоемкостью, газопроницаемостью и др. При этом решающее влияние на теплоизоляционные свойства имеет пористость. По жесткости, которая определяется значением относительного сжатия при заданных нагрузках ТИМ делятся на следующие виды: мягкие, полужесткие, жесткие, повышенной жесткости и твердые.

По происхождению теплоизоляционные материалы можно подразделить на искусственные и естественные. К естественным материалам относятся диатомит, трепел (инфузорная земля), перлит и вермикулит. К искусственным материалам относятся силикат кальция и легковесные огнеупорные материалы, получаемые из огнеупорного сырья по технологиям, обеспечивающим повышенную пористость изделий.

Диатомит и трепел представляют собой пористые осадочные породы из остатков водорослей и морских простейших организмов. После обжига (при 900 -1000 К) они теряют внутрикристаллическую влагу и состоят на 90% из SiO2. Их микропористая структура способствует малой теплопроводности. Указанные материалы используются для засыпок или для изготовления кирпичей на глинистой связке.

Перлит – высококремнеземистый минерал вулканического происхождения. При нагревании в результате интенсивного выделения химически связанной воды при температурах 800-900 оС перлит вспучивается с многократным (до 20%) увеличением объема и образует легкий пористый материал. Вермикулит представляет собой гидроалюмосиликат магния и калия – особую разновидность слюды, обладающей способностью вспучиваться и увеличивать свой объем в 15 – 20 раз при нагревании до 800 – 900 оС.

Все изделия, производимые из вышеуказанных материалов (кирпичи, блоки, плиты и т.д.), относятся к искусственным.

Искусственными теплоизоляционными материалами являются и легковесные изделия из традиционных огнеупорных материалов: шамота, высокоглиноземистых материалов, карборунда, динаса. Предпочтительными являются изделия с мелкими изолированными порами. Искусственные ТИМ получают тремя способами: выгорающих добавок, пенообразования и химическим способом.

31. Общая классификация печей. Классификация печей по технологическим и конструктивным признакам. Классификация печей по принципу теплогенерации. Классификация режимов работы печей.

Промышленные печи можно классифицировать по различным признакам:

1 – по технологическому назначению (плавильные и нагревательные)

а) Плавильные

• используют для получения метал. и сплавов из руд и концентратов;

• для переплавки металлов и сплавов;

• удаление примесей из метал. материалов, при этом происходит изменение органического состояния жидких сплавов

б) Нагревательные

• для нагрева металла перед обработкой давлением(придают металлу или сплаву пластических свойств)

• Термические (предназначены для придания сплаву необходимой металлической структуры или изменение состава поверхностного слоя металла, насыщение углеродом, азотом и т.д.)

• Обжиговые, служащие для обжига руд, доломита, известняка.

• Сушила, служащие для удаления влаги из материала или высушивания окрашенных изделий.

2 – по способу генерации тепла (топливные и электрические)

а) топливные, где теплота выделяется за счёт горения топлива

• Газовые (природные, коксовые, доменный)

• Мазутные

• Газомазутные

3 – по использованию продуктов сгорания

• Рекуперативные

• Регенеративные

4 – по условиям теплообмена

• Печи с теплопередачей преимущественно

• Конвекция

• Излучение

С точки зрения теплотехники печи разделяются на три класса

- печи-теплогенераторы, в которых теплота генерируется в самом материале (конвектор)

- печи-теплообменники, в которых теплота выделяется вне обрабатываемом материале и передаётся за счёт процессов теплообмена (сушило)

- печи смешенного типа – два источника теплоты (электродуговая печь, в которой теплота передаётся материалу за счёт излучения электрической дуги и генерируется в самом материале за счёт окисления примесей)