2 Классификация огнеу1порных материалов

используютдлязасыпизготразличковлеизделий.Вэтомнияых

случаеонприменяетсяабочейтемпературедо1100°С.

Асбестилигорныйленпредставляетсобо

йволокнистый

материал,соответствующийформуле.Принагрдотемператур

выше500°Сонтеряетсвязаннуювлагуирезультатеразрушается,

рассыпаявпорошок.Поэтомуасбестможноьиспдользовать

температуры450°С.Изасбестаизготавливаютшнуры,ткани,

картон.

Асбестизделияприпористостивые65

–75%имеюткоэффициент

теплоппор0,17Втоводностиядка/м·К.

Легковогнеупорныеизделиясные

наосновешамота,динаса,

высокоглиноземистыхматериаловкарбоши унда

используютсявпрактикестеклоделия.Лег

ковесныеизделия

изготовляюттремяспособами:выгорающихдобавок,

пенообразовихимич.Выборсктавнвеличиныдатмситя

требуемойпористосструктурыогнеупора. и

Приспособевыгорающихдобавоккерамическуюмассу

добатвердыегорючиеляютсям

атериалы – древесныеопилки,

каменныйуголь,коксидр.Впробжицесседобаг,ораютивки

изделииобразуетсябольшоеколичествокрупорпрныхоизвольной

формы.

Пеновымспособомможнополучатьизделияпористостьюдо80

–

85%Сущпенового. способасть

заключаетсявсмешениисуспензии

тонкомолотогоогнеупоматеспеной,ркотногоиалад лжнарая

бытьстойкойипроч.Пенойобразователямиявляются

поверхностно-активныевещества;качествекрепителяпены

используютклей.Пеномассувлажностью40

–45%зали

вают

формы.Послесушкиобжполучаютиздегасбольшимия

количествоммелкихравномернораспределенныхпор.Пеноизделияв

отличииизде,по методийучаемыхвыгдобавокрающих,

характеризуюболеевыспорсоответственнокойтостьюся

лучшимитепл

оизоляциосвойствами.Одмеханическаяакоными

прочностьтакихматериаловниже.

Химическимспособопорыполучаютпривыделении

газообпродуктовеазвзаимодейсультатеныхдоломитавия

гипсасернойкисл.Приэтомтойбразуетсябольшоеколичество

равномернорасполпор. женных

Механическаяпрочнлегковгнстьснупогора

значитменьше,чемпл.отногоьно

Минимальнодопустимым

являпрпрочностиетсяделМПа0,5.Температураприменения

Выпромышлускаемыелегковматпонностьюесныериалы

темпримененияературе,химико

-минералогическомусоставу

плотнокласснаифицируютсядтиносовые,шамотные,

муллитокремнезёмистые,муллитовые,корундовые.

Вологнеупорныекнисматериалы

находятвсебольшее

примдлятеплнениеизоствойляциикловаренныхпечей.Их

достоинсявляеегкость,низкийсявоэффициентм

теплопр,высокаятермостойкостьводности,хо

рошаяхимическая

стойкость.

Наибольшеераспр лучилиалюмосиликатныестранен

стекловолматериалыкаолиносоставакнистые(50%огоAl

2O3, 50%

SiO2)Их.применяютввидекаолватыизделийновойнаееоснове.

териалам

Каоливатноакогнеупорнымваяситсяма

муллитокремгру.Онапропыизнеземистойатуральныхводится

огнеупглинкаоирныхлиси тетическиховсмесейкаолинового

ивысокоглинсост.Изаолиновойватыземистогополучают

различныеизде:ру материалияонный,плотныйвой,плитыок

,

маты,бумагу,картони.д.

Каолиновыеволокнапредставляетсобойвысоко емпературное

стекло.ПритемпературахсвышеС1150°стеклофазаволокон

кристаллиз,приэтеряетсяомпрочнупруг, етсяволсть, остькон

онистановятсяхрупкимименеетермостойкими

.

Взависимостиотгруппы,тем рименеературыплотностиия

огнеутеплоизоорныестеклматериалыяцоволокнистыеонные

изделнамаркиятсяия:МКРВмуллитокремнезёмистая( вата),

МКРР-130муллитокремнезёмистый( рулонныйматериал),МКРЗХ

-

150муллитокр(

емнезёхромрулонныйистыйсодержащийматериал)

ит.д.Температураприменениямуллитокремнеземистыхизделий

изменяетсяот1150

–1300°Свзависотидазделиямостимарки.

ТеплопроводизделийпритемпературеСн600°аходитсяостьв

пределах0,23

–0,16Вт/м·К

.

Кискусственнымтеплоизматериаламоляционнымтносится

шлаковаявата,изготовразмлинечрасплавоверальныхая,

чащевсегоизшлакрудоплавильныхметаллургическихпечей.

Струюшлаздуваюткапа,результомчегообразуютсяте

тончайшиенити,

изкоторыхиполучшлаковуювату.Шлаковаяют

ватаобладаетхорошимитеплоизсвойствамиляционными

огнеупорностью.Ееприменяютдотемпературы600°С.

Температураприменениямуллитокремнеземистыхматериалов

превышаетС1300°.Созданиеволокнистыхтеплои

золяционных

материастемпературойслужбыов1600°Сивышевозможнопри

использованииполикристаллическихтуг ксидовплавких.

Al2O3,распределеваморфматрице.Полученытакжеойных

поликристаллволокнаизческие

ZrO2.Волокнаполучают

вытягивчерезфильеры, аниемзодутьевымспособом,

центробежнидр.Особенностьюп лдучениятьевым

поликристаллическихволокявляетсяследующийнбыстрый

обжиг.

Теплоизоизде,изготовленныеяционные

зволокон ZrO2,

имеютнизкуютеплопроводность

– онасоставляет0,14,и 270,20

Вт/м·Кпри500,и1500°Ссоответственно1000.

11Нефогнеупормованнныемате иалы

Кнефогнеупормованнымматеотносятогнеупорныеиалам

порошки,це,менты,ассме

ртели.Ониспользуютсяпосле

затсвоилирениядругойжидкостью.Огнеупорныемассы

спекаютсяиупрочняютсявпроцессеэкс луатации.ечи

Огнеупорныемертели

представляютсобойизмельченныесмеси

огнеупорныхотощающихсвязующматер,которыеиаловх

всмеси

сводойдаютрастворы.Этирастворыисподзаделкиьзуютсяшвов

междуформованнымиогнеупорнсвязыванияизделиями

огнеупорныхизделийвкладке.Пос различаютставудинасовые,

алюмосиликаполукислые( ,шамо,высокоглиноземистыетные),

корундовые,хромитопердругиемертели.Х клазовыеческий

составмертелядолженсоответхимическомуоставутвовать

огнеупоровклад

кепечи.

Огнеупорныемертелибывают

пластинепластифицированные.Пластифицирующие

вещества,напоримертофос

форнуюкисл,вввмердяттуприели

ихизготовленииилипризат растворыорении.

Пластифицированныемертелитребуютвведенияменьшего

количестваоблад, дыпостояобъемаютпринагреванииством,

большейплотностьюистеклоустойчивостью.

Огнеупорныеа

люмосиликатныемертпр дляназначены

связыванияалюмосиогнеупорзависимостикл.Викатныхадкеот

химическогосоставаогнеупорностивыпускаютсямертел

следующихмарок:МШ

-31,МШ

-36,МШ -38 – шамертелиотныес

содержанием Al2O3 соответственноне

менее31,и38%Мертель36 .

ММЛ-62 – муллитовыйссодержанием

Al2O3 менее62%;ММК

-72

– муллитокорундовыймертельссодержанием

Al2O3 менее72%.

Огнеуподинасовыеназначенымепрт дляли

связывдинизделийасовыхнияогнеупорнойкладке.

Выпускаются

пластифицированныемертелимарокМД

-90,МД

-94,МД

-96.

Максимальнаятемприменературадинасовыхртелейния

составляет1500

–1650°Сивозсроасодстаомержаният

SiO2.

Корундовыймертельприменяюткладкеплотныхгковесных

корундовыхизд

елий.

Максимальнаятемпримененияература

корундовогомертелявыше1500С.Химическийсостав°корундового

мертеляМК

-95: Al2O3

менее95%,

Fe2O3 неболее0,15%,Р

2О5 2,5–

3%.

Дляподготовкиизоляционзащитслп ноядаго

стекловареннойпечивыпуск

аютсянеформованнгнеупорые

(порошки):ЦирАСил

– бадделеитокогнеупмертель; орундовыйный

КБО-1 – крошкабакороваяогнеупорная.

МертельмаркиЦирА

Сил

применяетсявкачестве

растворатолщиной5

-8ммдля

выравнивающейвыстилкиднабассейнабакоровымиплит

ка, ми

такжедляуплотненияшвс зданиявмоно

литд.наого

Регламентируетсясодержание

ZrО2 – менее27%,

SiO2 – 20%,

суммаплавнейболеевлажность4%,неболее1,5%.

Огнеупорнбадделеиосроставляетокорундовогоьшка

1710°С.

Бакороваярошка

маркиКБО

-1 используетсявкачестве

изоляционногослт лщиной35

-80мммеждуэлектроплавленной

плиткой доннымшамотнымбрусомШСУ

-33.

Огнеупбеторные

– конструкционныеремонтные

материадлямонолитнойк стекловаренныхадпечей.

Огнеупорныеб

етоныпоказамакситемлюпературыальной

примененияделятсянажаропрочныетем( примененияературадо

1100 оС),огнеупотем( прератураныеим1100нения

–1300оС),

высокоогнеупорные(1300

–1700оС),высшогнесвышеупорностий(

1700оС). Основойогнеупорных

бетоновявляютсяизмельченные

огнеупоматекварц( песокиалыные,шамот,корвый, у, ллитнд

циркдр.),содержащиесянвколичестведо80

–95%Всостав.

бетоноввходятгидравличсвязующие,чащевс скиего

высокоглицеме,атакжефоноземистыйфатныевя

зующие,

растворимоестекло.

Технологияпро кладказвоизделийогнеупорныхства

бетаоновже,какиустроиябе.тУпрочнениеельныхоновбетонов

происходитпутемгидратацилимтверденияонногоческогопри

нагреваниипутемспеканиязасч так

ций,протекающихв

связующемимеждусвязующимнаполнител.Показатемли

12Службаогнеупоровстс йнакловареннойпечи

Процессразъеданияогнеупоратекломассойкор(

розия)состоитв

том,чток мпонентыстеклорасплавахимичевзаимодействуютки

компонентамиогнеупора,образуяболеелегксоплавкиеединения.

Одновидетпрраствореоцессемкомпонентовнног . еупораия

Рассмотримоснофакторы,вныелияющиенасрокслужбы

огнеупоровбасст йнакловареннойпечи.

Химическаяактивность

стекломассыпоотн гнеупорамшнию

определявпервуюочередьакционнойтспособностьюя

компонентовстекольрасплаваиог .Наогоеу,примерора

стекломассаповышсодщелочржаниемнным

ныхоксидов

особенсильразъедаетогнеупорыно,содержащиекислые

компонекрем( )К.такойнстекломассееземынаиболеустойчивы

высокоглиогнеупеупоры,оземистыедержащиеZrO

2.

Приваркеборсодержащегостекласоединениябораявляются

плавнями длявысокоглинозесое.Вдаслучаеениймистых

устойчивыцирконий

- ихромсодержащиеогнеупоры.

Отвпродреакцийутов

иззонывзаимодействияна

поверхностиразделарасплав

–огнеупоропределяетскорость

коррозии.Вотсутствииконвепоткотивныхнтков

актныйслой

насыщаетсятвердымииливысокпрореавязду.Этокцийами

ведеткуменьшениюскоростиразрушения.

Чемвышехимическаякорро(

зионная)стойкостькомпонентов

огнеупичембольшев зрастаетвяз

костьконтактногослоя

расплаванаграницеог

неупор–стекломасса,теммедленнеекоррозия.

Большоезначенвэтомпроцимконвеессеетстек, цияломассы

активностькотоопрградиойеделятемпературподлинентомтся,

шиглубинериневарочнбассей.Соответственногонаибольшие

разрушенияпроисходятв

случаеактивныхконвективныхпотоков,

напримеркоррозияднабурлсте,книиломассыоррозия

огнеуппротоковв, стекломасрыхдвижетвысокойая

скоростью.

Интенсивностьвср хвзаимодействияакцийкомпонентов

температурой

стекломассыиогнеупоровопределя

ется

стекломассы.Впламенныхиэлекстекловричп чскихаренных

распределениетемпературпоглубинестекломассыразличается,

профилькор актзеркальноииповторяетческипрофиль

темпстературкломассырис.(3)Повышение. температурыва

рки

стеклавозможноприисп льзованиигнеупвыс кр й

стеклоустойчивости.

Большоезначение

структура

имеет

огнеупора.Большинство

огнеупоматериаловных

состоитизоднойили

нескольких

кристф,аллическихз

связанныхстеклофазой.

Прикоррозииогнеупора

растворяетсяпервую

очередьстеклофаза.

Поэтомунаиболее

устойчивымиявляются

огнеупоры,практи

чески

Рис.3Профили. коррозиистеновых

несодержащие

стеклофазу.

брусьевираспределениетемпературпо

Важноезначение

глубиневарочногобассейна:

имееттакже

пористость

а – пламеннаяпечь;б

– электрическая

материала:чемменьше

печь

пористость,темвыше

Соответственноогнеу,получаекерарымыеической

стойкостьрасплавам.

техн,спологииристостьюдоне30%могутконкурировать

электроплавленымиогнеупорамипористость( 0,5

–3%)Скорость.

коррозиизавистакжеотразмераиформыпор.Стойкость

пористогоогнеуп,особенносообщающимисярап ,нар

порядокниже,чемплотного.

вязкости

Скоростькорропроцесависитзионноготакжеот

расплаваисмачиваемости

огнеурас.Дпораляавом

стеклоустважн,чтобысмачйбыламинималваемостьости,

ной

длячегоповерхностноенатяжениераспдобытьлвысокимаважно.

Этозакономерноивотношениивязкости

–

высовязкостьая

стеклорасплаваили

творенныхпродуктовкоррозииснижаютее

скорость.Вязкостьснижаетсодержанияростомв текле

щелкомпонентовчных,оксидабора,сульфатов.

Исследованиямимеханизмакоррозииплавленолитыхогнеупоров

установленосущественноеснистойжениех

костипо

мере

уменьшвсостекщелавениякаомпонентовчных.

Агрессивны

бесщелрасодержащ, плавчнповышенноеколичество

BaO,

CaO.Этосвязанотем,что

коррозионнаястойкостьогнеупоров

определяетсястепеньювоздейстпродуктовкоррозиинаияязкость

расплнагрвараздницестеклола

–огнеупор.Величинагра

диента

слоемявляетсяоднимизосновныхфакторов,определяющих

скоркоррозиистьгнеупорасиликатнымрасплавом.

вертикальной

Характерныйизносогнеупоро

вбассейнавязан

ячеисткоррозией

. Стеклорасплавнасыщенрастворенныминем

газамииливеществами,способнымивыдополнительноеелять

количегазовок(перемствоидывалентности,расплавыной

сульфатов,карбонатов)Прирастворении. огне

упороврасплаве

нарушаетсяфизико

-химическоеравновесявляется,чтопричиной

выделениягазообразнфазыс пузыроповваниемййрхности

раздела.Вращениепузырейприихдвижениивверх

-внизусиливает

конвекциюрасплавасоответственноскорость

ррозии.

Однойизнаиболеехарактеособепрноцеыхностейса

взаимодействияогнеупорарасплавомгазо ечахламенных

являетсяэффектмаксимальнойкорро

зииматенауровнеиала

зеркала стекломассы,награницераздтрфазхла

– твердой,жидкой

игазообразн ой.Значительнуюрольприэтомграетболеевысокая

температурастеклом. ссы

Схемакорпрозиведенар.4с.

Миграциящелкомпочныхвогнеупизрасплаваентор

способобразслстекломассытвуетяванию,обедненного

щелкочнымимпо

нентами,реакцислояпр нногодуктв

Рис.4Коррозия. стенового

брнауровнесазеркала

стекломассы:

а – начальныйпериод;б

–

отрывкаплистекла; 1

–

стекломасса; 2

– реакционный

контактныйслой; 3

– стекло,

обогащенноепродуктами

коррозии; 4

– огнеупор

взаимодействия.

Вследствиесниженияконцщелнтрациикомпонентовчных

увеличенияконцентрацииА1

2О3 поверхностноенатяжениерасплава

етихподъему

вобразслояхувеличиваетсяющихся,чтоспособству

вышеуровнястекломассы

.

Коррозияогнеупоранауровнезеркст кломасла

сыопределяетв

большинствеслучаевдлительностькампаниистекловареннойпечи.

Участокстенынауровнезеркаласт кломас

сывыполняютиз

наиболеестеклоустойчиогнеупоров. ых

Поросте,ксвязаннломассыикоррозиейогн упоров

– камни

(нерасплавившиесяк

усочкиогнеупоров),свили,газовыевключения.

значениеимтолькоеткоррозиустойчивость,н нная

возмвознжностьтехиликпых.венияроков

13Службаогнеупоровверхнстроениягочи

Условияслужбыогнеупоровверхнстроениясвязаныгочи

агрессивнйствиемвоздл тучихпылевидныхкомпонентов

шихты,продуктовсжигтопл,такженвысокимивая

термическиминагрузками.Вванныхпечапоперечным

направлениемпламенипылениешихты

происхвзоневаркидод т

2–3паргорел,впечис одковообразнаправлениемым

– вплотьдо

зоныосветления.Разрушениеверхнстроенияпусгочивливается

случаесодержаниявш стекломассехтелегколетучихмпонентов

– соединенфт,б, раксийд

овщелочныхметаллов,оксида

свинца.

Коррозияогнеупроисходитороввзаимодействиири

компоншистхтыекомпонентамивклс массыогнеупоров.

Кромеэтого,компоненпродуктышихтысгорантоплиява

вызываютэрозию

– механическоеразрушениеогнеупоро

в.Снижение

разрушающегодействиякомпшихтынб спечиваетсянтовее

увлажнением,ещебольшойстепени

– гранулированиемшихты.

Повышентемператуваркиусиливаетразрыушение

огнеупоров:каждые50

–60оСповышениясоксрокслужбыащает

огнеупоровра2

за.

Активноевоздействиефакела,значительныетермические

нагппереключенииузкинаправлпламрегенеративныхения

печахвсочетаниикоррозирующимдействикомпонентовкла

приводятктому,чтопламепространственомаиболеесильно

разрушаютсявлетыгорелок.Поэтомудлякладкивлетовгорелок,

простенковмеждувлетамизоневарки,такжезагрузочного

карекомендуетсяманаиспользоватьбадделеитокорундовые

огнеупоры.

Рациональнаяраскладкаогнеупороврегенераторов

определяетсяразличнымхара

ктеромвоздействияагрессивных

фактоповыс.Врегенератотевнаиболеесильноразрушаетсяах

насадка.Наверхнююч насадкистьоколо( 1/3повысоте)действуют

следующиефакторы:

оС)иеециклические

– высокаятемпературасвыше( 1100

изменения;

– изменениегазоватмосферы; й

– пыльшихты,газообразныепродукты(

B2O3, Na2O идр.).

Врезультатепроисходитразбуханиеогнеупораиз

-заобразования

силикатов,боратов,образованиетрещиниз

-затермического

воздействияусталостиматериала.

Приформованиинастек

-ссудейств.Силытипов2: 1.

Внешние(мех

-тесилывытягивания).Внутренние2.,копр

-сясв

-ми

стекломассилытяже( ,силвнутреннытинатяж). енияго

Внутрвнеши силымогутниедействоватьодном

направлениилпрботиводдругу.Текучестьйствовать

стекломасопр.Вязко.Текучестьытью

-ссыприформованииопр

-

сятемпературнойзависимвязк, остечениетиколькуью

стеклприформмапрсоеесытвердениемванииисх,это

значительноусложняетдви

жениестекломассы.Дв

-ниестек

-ссыв

процессевытягиванияпроисходитвдольнаправленвыталк. ивания

прифлоат

-процессепомимонаправленияосн.Потокапроисходит

движениест

-ссывпоперечномнаправлении,связидейст.Силы

тяжести.

17кинетика. про

цессовохлаждениятверденияпри

формовании.

Влияниенаскорость

наскортверденияоказываетстьусловие

охлаждениястекла.Охлаждениястеклаопред

-сяпроц

-ми

теплопевнустеклаитеплоотдачириедачивокр.Среду.

Теплоотдачаосуществзасч плопяется

роводностиизлучения.

Скохлажденияростьувеличиваетсяростомразноститемператур

стек-ссы,теплофизическсвойствамстекла.Вначальныймоментими

времениформованиятепловойотокна болеентенсивныйпо

мереохлаждениястек

-сскыоростьхлаждени

япадаетискорость

твердения.Кинепроцикаеприрденияссформованииопр

-ся

такжеспособомформования.Присвоб днпрованиим

-сс

тверденияразвивапостпроисхепеннотсяравномерноедит

наростаниетолщинызатвердсло.приформованииевающих

с

использформующерхностейованиикинетикатв.Процессов

усложняетсяэтосвязано. сосложностьюпроцессатеплообменапри

взаимодействиистеклформующеймассыповерхностью.

18тепло. прифорвзаимодействиеованииб, енстекломассы

сформой.

Формаи

зделийобразуетсяподвоздейвнешнсствилийемх