4.2. Общие сведения, классификация, основные свойства, основы технологии и разновидности огнеупорных материалов

4.2.1. Общие сведения

От качества огнеупорных материалов во многом зависит уровень развития ряда производств и в первую очередь черной и цветной металлургии, электроэнергетики, а также химической, газовой, нефтеперерабатывающей промышленности. Технический прогресс тех или иных отраслей промышленности нередко связан с повышением температурных параметров отдельных производственных процессов. Это вызывает необходимость применения огнеупорных материалов высокого качества. При повышении стойкости огнеупоров, при увеличении продолжительности их службы сокращается общее время простоя тепловых агрегатов из-за ремонта огнеупорной футеровки и повышается их производительность.

Огнеупорность – способность материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры, не размягчаясь и не деформируясь. Помимо действия высоких температур огнеупорные материалы контактируют с разного рода расплавами (стекольными, шлаковыми, расплавами металлов и т.п.) и подвергаются при этом как физической, так и химической коррозии. Поэтому они должны обладать высокой плотностью и прочностью, определенным химическим составом. Некоторые огнеупоры работают в условиях многократного попеременного нагревания и охлаждения, поэтому должны обладать высокой термической стойкостью.

4.2.2. Классификация огнеупорных материалов

1. По степени огнеупорности все строительные материалы делят на группы:

• легкоплавкие, с огнеупорностью ниже 1350 ⁰С (керамический кирпич);

• тугоплавкие, выдерживающие действие температуры в пределах 1350…1580 ⁰С;

• огнеупорные, выдерживающие температуру 1580…1770 ⁰С (шамотный кирпич);

• высокоогнеупорные, 1770…2000 ⁰С (высокоглиноземистый кирпич);

• высшей огнеупорности, выше 2000 ⁰С (магнезитовые и графитовые материалы).

Последние три разновидности относятся именно к огнеупорам.

2. По форме и размерам:

• нормальный кирпич;

• прямой и «клиновый» кирпич (продольный и поперечный клин);

• крупноблочные изделия;

• фасонные изделия (простой и сложной конфигурации).

К отдельной разновидности следует отнести огнеупорные бетоны, являющиеся безобжиговым огнеупором.

3. По способу изготовления огнеупорные изделия подразделяются:

• на пиленые из естественных горных пород;

• на литые из жидкого шликера или расплава;

• на полученные пластическим или полусухим формованием или трамбованием из порошкообразных непластичных масс.

4. По характеру термической обработки:

• безобжиговые (огнеупорный бетон);

• обожженные (керамические огнеупоры);

• отлитые из расплава.

5. По степени пористости огнеупорные изделия делятся:

• на особо плотные с пористостью менее 3 %;

• на высоко плотные с пористостью 3…10 %;

• на плотные с пористостью 10…20 %;

• на обычные с пористостью 20…30 %;

• на легковесные и термоизоляционные с пористостью 45…85 %.

6. В зависимости от свойств исходного сырья огнеупорные изделия делятся на 8 основных групп, которые в свою очередь подразделяются на 18 типов (табл. 4.2)

Таблица 4.2

Классификация огнеупоров по применяемому сырью

Группа огнеупоров	Тип
I. Кремнеземистые	Динасовые Кварцевые
II. Алюмосиликатные	Полукислые Шамотные Высокоглиноземистые

Окончание табл. 4.2

Группа огнеупоров	Тип
III. Магнезиальные	Магнезитовые, периклазовые Доломитовые Форстеритовые Шпинельные
IV. Хромистые	Хромистые Хромомагнезитовые
V. Углеродистые	Графитовые Коксовые
VI. Цирконистые	Цирконовые Циркониевые
VII. Окисные	Окисные специальные
VIII. Карбоидные, нитридные	Карборундовые Прочие

За последние годы появились огнеупоры на основе технически чистых окислов. К ним относятся, прежде всего, корундовые, муллитовые, периклазовые и шпинельные, а также циркониевые и цирконовые [19, 20].