Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

2 Классификация огнеупорных материалов

.pdf
Скачиваний:
25
Добавлен:
26.03.2015
Размер:
3.88 Mб
Скачать

2 Классификацияогнеупоматериаловных

 

 

 

 

Огнеупорами называютсянемет териапредназначенные,ллическиедля

 

 

 

использованусловияхвысоктемпературразличныхяхтепловыхаг иегатах

оС.

 

 

 

имеющиеогнеупорностьниже1580

 

 

 

 

Огнеупорность – способносохранятьматериаловбезущественного

 

 

изменесвоифункциональныесвойстваияпридлитм ха, ическом

 

 

 

 

термихимическомвоздействии.

 

 

 

 

Огнеуматериалыпорныедразднаогнизделиляютсяупорные,имеющие

 

 

 

 

определгеоменнуютрическу

юформуиразмеры,инеформованнгнеупор, ые

 

 

выпускаемыевидепорошковилимасс.

 

 

 

 

 

Огнеупорныеизделияклассифи

цируются:

 

 

 

псот еопг енне иу п о р н о с т и

 

ониразделяютсянаогнеупорные

 

 

(1580–1770ºС),высокоогнеупорные(1770

–2000ºС),высшогнеупорностий

 

 

(>2000ºС);

 

 

 

 

 

 

пфооиррамзем е р а м

– напрямыеиклиновыенормальныхразмеров;

 

 

фасонныепростые,сл, сложныеобоикрупноблочные;специальные

 

 

 

 

промышленныеилабораторные;

 

 

 

 

 

пкоа жпуощр ие йс тс оя с т и

,

%,:особоплотные

– менее3;

высокоплотные3

–10;повышенно

йплотности10

–16;уплотненные16

–20;

среднеплотные20

–30;низкоплотные

– более30;высокопористые

– отдо4575;

 

ультрапористые – свыше75;

 

 

 

 

пмои н е рс оа лс то аг ви уч е с к о м у

 

огнеупорыразде

ляютсянатипы

 

игруппы:

кремнезёмистыена(основекварцевогостекла,дин,кварцевыесовые),

 

 

 

 

алюмосиликаполукис( ,ша, уллитокремнезёмистыетные,муллитовые,

 

 

 

 

муллитокорундов),глинозёмикорундовые( , сдоба), вкамиые

 

 

 

 

глинозёмоизвестковыеалюминаткальциевые),(

 

высокомагнезиальные

(магнезиальнопериклазовые), периклазофорстеритовые(,

 

 

 

форсте,форстеритохромититовые),магнезиальновые

 

 

-шпинелидные

(периклазохромитовые,хромитопериклазовые, ,

 

 

 

 

периклазошпинелид, ,шпинельнельные

 

ые),магнезиально

-

периклазоизвестковые( , ),изв,естковыеопериклазовые

 

 

 

 

хромистхромоксидные( ,в сокохр),циркокс( мни,дциркониевыестые

 

 

 

 

бакоровые,цирконовые).

 

 

 

 

 

псоп оу сп ор бо уч н е н и я

огнеупорныеизделияклассифицируются

 

 

на:бе тонные,согнеузапо,гидратацымлнителемилих оннымческим

 

 

 

 

связующдобавкамии ,пр обретающиезаданныесвойсрезультатевердения

 

 

 

 

принормальнойтемпературеилипритемпературеневыше600ºС;б зобжиговые,

 

 

 

 

приобретающиезаданныесвойства

 

термообработкеневышеС;600º

 

 

обожжендоспеканиявпробжигацессегорячепрессованные; ,подвергнутые

 

 

 

 

спеканиюприпрессо;плавизделияанииленолитые;

 

 

 

 

псоп офсоорбмуо в а н и я

– наизделияпластическогоформования,

 

 

полусухпресс;литыевибролгования

 

итыеизтекучихмасс;горячего

 

 

прессо;плав;пиленыеанияленоизотблоковлитыилиизестественныхх

 

 

 

 

горныхпород.

 

 

 

 

 

 

3 Техническиетребованияогнеупорам

 

 

 

 

 

Выбогнеупоропределяетсяихсв ,важнейшимийствамиизкоторых

 

 

 

 

являютсяследующие:1)

 

способносвыдерживатьдлительныетермические

 

 

механическиенагптемпературеузкислужбы;

 

 

2)стеклоустойчивость,..

способностьпротивоагрессивномувоздейтоятьрасплавстеквиюленнойомассы

 

 

 

 

ишихты;

3)постояобъемаогнеупораприствотемпературе

 

 

службы;

4)достермостойкостьаточная

 

– впроцессеэксплуатацииразностьтемператур

 

оС;

междунаривнутреннжнымислогнеупораямиожетсоставлятьми1000

 

 

 

5)точностьразмеровприбольшихгабаритах, ысокоекачествоповерхности;

 

 

 

 

6)теплофизическиесвойс

тва: ТКЛР,которыйявляепоказателемермостойкостися;

 

теплопр,котзависитоглавраяводобразомнотпористостиостьым.

 

 

 

 

О г н е у п о р н о с т ь – способнматериалапростьтивостоятьвоздействию

 

 

высокихтемператур.Онаопределяетсянаспециальныхобразцах

 

 

 

– пироскопах,

имеющихформуусеченнойпирамиды

 

. Огнеупорностьравнатойтем, риературе

 

котовепироскопашой, зготовленаизиспытуемогнеупорногого

 

 

 

 

материала,касаетсяоснованиявследствиедефор.Этутемациипературу

 

 

 

 

определяютстандарпироскопом,котным

 

 

орыйустана

вливаетсявместе

испытуемым.

Размягчеидефорогнматееупоиеациипроисходитвногоиала

 

 

 

резуплавлоьтдельныхатекомпонентовнияогнеупораиихвзаимодействия

 

 

 

 

междусоб.Пожидкойявлениефазыогнматеупоривкиаленомдит

 

 

 

 

деформации поддействиемсобственноговеса.

 

 

 

 

В ы с о кпортоечмнпоесртаьт у р н а я

огнеупоровхарактеризуетих

сопротивлендеформацииподнагрузквысокихтемпературахй.

 

 

 

Образец

нагреваютэлектропечипринагрузкеМПа0,2.Прииспытанияхопределяют

 

 

 

 

следующие показат:темпуменьшениялиратуруобрна0,6%зцатемпературу(

 

 

 

началадеформации);температууменьшениявысотыобрна4%;температурызца

.

 

 

 

уменьшенияобрна10зца20 %

 

 

Попоказаттемперначалалямтуры

 

деформацииподнагрузкойопределяется

 

 

максимальная

те м п е р а т у р а

с л у ж б ы)Этоважный. показательогнеупорныхизделий,таккакв ладке

 

 

 

 

стеклпечиоиспытываютвареннойзначительныемеханическиенагрузки.

 

 

 

 

Температудеформподнагзраузкойацвотследующихситфакторов:

 

 

 

 

плотностиизделий

чемменьше

пористость,темвышетемпературадеформации;

 

 

количествастекловиднойфазы

 

– чемвышесодержастекловиднойфазыниже

 

 

еевязк,темборазличиестьльшемеждуогнеупорностемпераслужбы; туройью

 

 

 

 

минералогическогосоставатемплавленияературыкристал

 

 

 

лическихфаз.

 

 

 

 

 

Рис. График1.деформаобразогнеупоровподции

 

 

 

 

 

 

нагрузкойприихнагреве:

 

 

 

 

 

 

1– шамотклассаБ; 2

шамотклассаА;

 

 

 

 

 

3 –

периклаз; 4

– динас

Изделияиздинасаначинаютдеформировпритемпер,близкойатьсяуре

 

 

 

 

температуреих

огнеупорности.Этосвязанообразованиемнихразвитого

 

 

кристаллсросткатридим.Вотличиеческогопериклазовыйнтасаогнеупор

 

 

 

 

приогнеупорности2300

оСимтемпературуетслужбы1550

 

оС.Изделияизшамота

начинаютдеформирпритемперболватьсяуре

 

 

еенизкой,чемтемпература

 

огнеупорности,однакоонихарактеризуютсяболеепологойкривойразмягчения

 

 

 

,что

позволяетприкратковрпревыштемслужбыенсохранитьнииратурыом

 

 

 

 

устойчивостькладкипечи.

 

 

 

 

 

 

Т е р м о с т о й к о с т ь

огнеупоматериаловных

способность

противостоятьрезкимизменениямтемпбезразрушенияратуры.Термостойкость

 

 

 

 

огнеупоровопределдвумметодами.Пояпервомуетсяметодупроводят

 

 

 

 

оСи

одностороннагреваизделияпритемпературенгорячегоееконца1300

 

 

 

 

холкопридногонцакомнатнойтемперату

 

 

ре.Затемиздр охлаждаютзколиев

 

проточнойводе.Термостойкостьвыражаютчисломтеплосмен,вызвавшихпотерю

 

 

 

 

массыизделия,равную20%Повторомуметоду. изготавливаюткольцо,которое

 

 

 

 

нагреваютизнутри.Термостойкостьвыражаютпер падоммператур,при

 

 

 

отором

кольцоразрушит.Термоопределстойкостья

 

 

яется

ТКЛР,механической

прочностью,теплопров, материаловемкостьюдностью,ихфазовым

 

 

 

 

составом.

 

 

 

 

 

 

П о сотбоъяенмс т в о

 

а.Впроцессеэксплуатацииогнеупоров

 

 

происходитпостепизмихфазовогоенение

 

 

 

созасчеттава

 

перекристаллизации,диффузионныхпроцессовдополнспекания.Этельного

 

 

 

 

процессысопровождаютсянеобратимымиизменениямиобъемаиздевследствие

 

 

 

 

усадкиилирасширениявпроцессеслужбы.Большинствоогнеупоров

 

 

 

 

характеризуетсядополнител

ьнойусадкой

. Увеличениеобъемапроцессеслужбы

 

 

характернодлядинасасвязанопреврквватщенрицадлимитем

 

 

 

 

 

кристобалит.

Величинадополнительногоростаилиусадкинормируетсяв

 

 

 

зависотиназначениядамостиизделия.

 

 

 

 

 

С т е к л о у с т о й ч и в о с т ь ю

огнеупорматерназываютыхихалов

 

 

способностьпротивоагрессивномувоздействиютоятькомпонентовш хты

 

 

 

 

стеклорасплава.Отеклоустойчивостиогнеупзависятсрслужбыров

 

 

 

 

стекловаренныхпечейикачествовырабатываемого.Количественно

 

 

 

 

стеклоустойчивостьопределяпотерямиогнматетсяупопригоногоиала

 

 

 

растворплаве. ниикол

 

 

 

 

 

 

П о р и с т о с т ь

огнеупоровопределяетихустойчивостьккоррозии,

 

 

прочнисклонндефсть.Характеризостьрмациипоказателямикажущейсяется

пористости.Показатели

пористогнеупоровостотнуавляютидплавленых

 

изд60оелий

–75%утеплоизоляционныхматериалов.

 

Э л е к т р о п р о в о д н о с т ь огнеупоматеиграетважнуюиаловныхроль

 

прифутеровкеэлектрипечей.Большаяастьогнеупоровк,заисключениемх

 

 

углеродистых,

карбидокремниевых,притемпературахзкихявляются

 

диэлектри.Привысокихтемпамиературахоявлениемжидкойфазы

 

 

электропровогнеупоровсущественновышаетсядность.

 

 

Т е п лсовфоийзситчвеас к и е

,такиекактеплопроводность,

теплоемкос,ТКЛРявляютсяь

 

ажнымипоказ,оказывающимителямибольшое

 

влияниенаэффективнТеплопроводностьработыстеклпечи. варенной

 

 

огнеупоматеоказрбоианывлияниехваетьшоеовнаэффективностьработы

 

 

стекловареннойпечи.Огнеупорнаякладкаслужитизоляторомтепладолжн

 

а

обладатьминимальнтеплопр.Втехслучо,когдайводннагпяхроисходитевстью

 

 

черсттигляез,нкуогнеупоматеслужитпроводникомныйиалтеипоэтомула

 

 

должениметьповозмбольшуютеплопроводностьжности.Теплоемкость

 

 

огнеупорныхиздеявляетсяий

 

казателемрасходатепланагркладкипечив

 

особенважнапрасчетеиоасадкиреген.Тепловоерасширениеаторов

 

 

огнеупоматевтеплотехриаловныхустаучитываетсяновкахическихпутем

 

 

созданиявкладкеспециальныхтемпературныхшвов.

 

 

4 Динасовыеогнеу

поры

 

 

Динас – наиболеераспростракремнеземистыйог,содержащийупор

 

менеекремнезе93%здесь(идалеехимсостаическийуказанвмас.%)в .

 

 

Изготавливаетпокерамическтехнологииизприродныхкварцитовя,состоящихй

 

 

из β-кварца.

 

 

 

 

Впроизводстве динасаважноучитыпре,ковращенияьпретерпеваеторые

 

кварцприобжиге.Порядокфазовыхпревращений,соответствующихдиаграмме

 

 

Фен,нереализуетсяра,ихпоследовательзавершопр нделяетсяность

 

 

наличиемминерализаторов.Приполучениидинасадля

 

стекловаренныхпечей

качествеминерализатиспользуетсяСаО,которыйвводитизверастковымя

 

 

молоком.

 

 

 

 

Технологсхемапродинасческзводствавключаетследующиея: дии

 

 

дробленкварцитовпомоле

; смешениединасовой

шихты,состоящейизсмеси

зернисттонккварциогомолоизвесткового,динасбоя, а молока

 

 

другихдобавок;

 

полусухдавлениипрессприопорядкаание100МП;

 

сушкадо

влажности1

–1,2%иобжпртемпературеиг 1430

оСсвыдержкапримаксимальной

температуре30ч.

 

 

 

 

Поскольку

β-кварцхарактеризуетнаибольшейплотноврядустьюя

 

модификацкремнезема,топриобжиизйгеса

 

 

-замодификационных

превращеоисходитуменьшениеплотностиийсоответствувеличенноие

 

 

размеровипористостиизделий.Для

 

уменьшпористдинасаеобжигаютоиясти

примедленннагреве:скоростьп температурыдъемавин рвалемператур20

 

900оСсоставляетот10до20

оСч,/далееонауменьшаетсяотдо81

оС/ч.Скорость

охлаждениятакженев. лика

 

 

 

Втехнологиидинасаважное

значениеимеетскорперехостьднодай

 

модификациикремнезвдругую.Превысокотемавращениеформпературных

 

различныхмодификацийкремнеземапротеструдом,такэтимодификацииет

 

 

существенноотличаюпокристаллическойструктуся.Превкварцащение

 

ав

кристобалитначинаповерхностизеренкварцизаметнотсяускоряетсяв

 

 

1350–1430оСимеетсядостатоколирасплавач,кнесотрастворяетсяоромво

 

 

 

кварциметастабильныйк

ристобалит.Одновременноизрасплававыделяется

 

 

 

тридимит.

 

 

 

 

 

 

 

Качестводинасаопределяетсясодержанвнемтрид.Этосвязаноимитаем

 

 

 

 

тем,чтопереходизвысокотемператунизкотемпемод (фикациирнойатурные

 

 

 

 

наоборот)тридимитавпроцессеслужбыогнеупора

 

сопровождаетсянебольшим

 

изменениемобъема,втовремякакприпереходе

 

α-кварц↔β-кварци

α-кристобалит

↔β-кристпроскачкобалисходитзменобсоответъемаразноение

 

 

 

ственнона

0,82и4,9%

.ТримеетдисанизкийпоказательыйитТКЛРврядумодификаци

 

 

й

кремнезема.

 

 

 

 

 

 

 

Динас,содержмногокв,неапррцащдляикладгодйстекловаренныхи

 

 

 

печей.Впроцессеслужбыпривысокихтемпроисходитературахперерождение

 

 

 

 

кватрицакрисдимит,чстопровождабалитувеличениемразм ровтся

 

 

 

 

дин,кследствиеакса,

 

созданиемвысокихнапряжений.

 

 

 

Мономинеральныйдинаспрактикеудаетсяполучить.П бжигасле

80% γ-тридимита, 10

20% β-кварца, 10

 

образуетсяматериал,содержащий60

 

–30% β-

кристобалита, 8

–15%стеклофазы.

β-Квхарцактеризуетнаибольшейплотностьюя

 

 

 

в рядумодификацкремнезединаса,поэтомупробжийизге

 

 

 

 

-за

модификацпревращеоисходитумеонплотностиийьшениеых

 

 

 

 

 

соответствувеличразмеровна(ен3 ноие

 

 

–4%)ипористизделий.Показателемсти

 

 

степенитриддинасамитизацииявляеегоиспиннаяся

 

 

лотность:чемменьше

 

плотность,темвышекачестводинаса.Припр динасовыхизводствеогнеупоров

 

 

 

 

необхобеспечитьодистепеньмонаковуюперерожденияпартииизделий,

 

 

 

 

предназначенныхдлякладстекловареннойпечи.

 

 

 

 

 

Перерождеостаточква идимнцаиеого

 

 

иткристобалитпри

 

темпевастекларвызываеткиатурахнеобратрасширениединасовыхизделиймое,

 

 

 

 

составляющееот0,2до%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Динасовыеизделияхарактеризуются

 

 

 

 

 

 

высокойтемперначалатурой

 

деформации

Рис. График1.деформаобразогнеупоровподции нагрузкойприихнагреве:

1– шамотклассаБ; 2 – шамотклассаА; 3 – периклаз; 4 – динас

поднагрузкой

.Тридимитвдинасеобразуеткрист сроркасллический( ), ток

 

 

 

которыйнезначительнорастворяжидкойфазепривысокихемпературахя.

–1670оС,когданачинаетплави ься

 

Поэтомудинас

деформируетсятолькопри1650

 

кристаизркастрлли.Придимитаческийэтомдеформациядинасапроисходитв

–15оС)Высокой. температуредеформациидинаса

 

 

 

узкоминтервалемператур(10

 

 

 

 

способствуеттакжемедленноенарастание

 

количества жидкойфазыпринагревании

 

ибольшаявязкостьрасплава.Присутствиединасенеперерожденногокварца

 

 

 

 

снижаеттемпературуначаладеформации.

 

 

 

 

 

Термическаястойкостьдинасовыхизделий,определяпринагрдоеваниимая

 

 

 

 

1300оСспоследую

щимохлаждени

ем вводе,составляетвсего1

 

–2теплосмены.

Низкаятермодинасавязтойкостьмодификационнапревращениямиы

 

 

 

 

кристобалитапри180

 

–270оС,котороесопровождаетсяскачкообразным

 

 

 

увеличобъматериала,чтоманием,всвоюочередь,вызываетнарушение

 

 

 

–600оС

структурыматериалаобразованиетрещин.В тервалемператур500

 

 

 

проирасширениеходитвследствиепревращения

β-кварца

α-кварц.Величина

расшидинасапэтомропределяенияколичнеперерожденноготсясткв.арцаом

 

 

 

 

Кромеэтого,термостойкостьснижает

 

сяиз -замногофдинасазности

– напряжения

возникаютиз

-заразличиявеличинТКЛРква,тридимитацакристобалита,

 

 

 

неодинаковогообъемногорасшприперенизкотемпературныхнияходе

 

 

 

модификацийввысокотемпературные.Поэтомудинаснедолженподвергаться

оС.Этоисключаетприменение

 

резкомуохлажднижтемпературынию600

 

динасовыхматериаловтехконструктивнэлементахпечей,которыхе

 

 

 

 

подвреколебазкимргаютсятемпературы,наиям, римеречейпериодического

 

 

 

 

действ.Модипревяфикрациоемнеземаще ныеия

 

авдинасенеобходимо

 

учитпривывпечи.атьодке

 

 

 

 

 

 

Похимичесвойствамдинасявляетсякимкислымогнеупором,поэтому

 

 

 

 

щелкомпончныешистхтыеклорантывзаимодействуютнимплавари

 

 

 

 

высокихтемпеобразовменеетурогнасиликатовхниемупорных.С

 

 

 

 

увеличенплотнодинасаегостеклоусемти

 

тойчивовозра. стьает

 

Огнеупорность,

ºС1690 -1730;кажущаясяплотность,г/см

3 неболее1,7

-2;пористость, % 20

-22;

пределпрочностиприсжатии,Мпа20

 

 

-30;теплопроводность,Вт/м·К1.75

 

 

-2,2.

Высокаятемператудеформацииподнагдинасапозволяетузкой

 

 

 

 

использоватьеговысокотемператпечахприизготовлениинагруженныхрных

 

 

 

 

частейкладки.Д нассподлякладкисводовьзуют,стенпламенногопространства

 

 

 

 

игорелокстекловаренныхпечей.

 

 

 

 

 

5Кремн езёмистыеогнеупоры.Маркидиноса.Огнеуп. плавленогоз

 

 

 

кремн.

 

 

 

 

 

 

Динас – наиболеераспростракремнеземистыйог,содержащийупор

 

 

 

менеекремнезе93%здесь(идалеехимсостаическийуказанвмас.%)в .

 

 

 

 

Изготавливаетпокерамическойтехнологииизп я

 

риродныхкварцитов,состоящих

 

из β-кварца.

 

 

 

 

 

 

ГОСТ3910Изделияогнеупорные«динасовыедлякладстекловаренных

 

 

 

печей»предусследующиема:трркива т

 

 

 

 

 

ДСУ – издинасовыеелияуплотндлякладкиаиболеенныеответственных

 

 

 

участковверхнстроенияп (гочи

 

 

одержание SiO2 менее96%);

 

 

ДСО – издинасовыеелиядлякладкинаиболееответственныхучастков

 

 

 

верхнстроенияп (гочи

 

SiO2 менее95%);

 

 

 

Д1 – издинасовыеелиядлякладкиучастковстроениямаксимальной

 

 

 

ДС – издинасовыеелиядляменееотв участковтственныхпечи(

 

SiO2 не

менее94%).

 

 

 

 

 

Огнеупорыизплавленогокремнезема

 

представляютсобойнепрозрачное

 

кварцевсодержащеестекл, о99,3

–99,6% SiO2, 0,1–0,3% Al2O3.Сырьемдляего

получения являютсяобогащкварцевп.Прскиннтемпературеы 2000

 

оС

вязкостьстеклообрадальнейгокремневысока, земаповышение

 

 

 

температурыведеткиспарению.Поэтомулитьерасплавакремнеземаневозможно.

 

 

 

Формованиеизделпропрессованиемйзводятвысоковя

 

зкойстекломассыпосле

извлеченияэлектрода. Огнеупорыспособуполученияназывают

 

 

 

плавленопрессованными.

 

 

3;кажущаяся

Свойстваплавленкремнезема:плотностьго2,06

 

–2,18г/см

пористость0

 

–5%;ТКЛР0,5

106 К1;теплопрувеличиваетсяоводнос1,66 ь

 

Вт/м Кпри200

 

оСдо4,56Вт/м

Кпри1000

оС.Преимуществатакихогнеупоров:

 

высокаячистотаматериаласодержание( оксидажелезаменее0,1%);высокая

 

 

 

термостойкость;постоянобъема;выэлектросопротивлениеоктво,высокая

 

 

кислотостойкость.Недостаткомпла

вленогокварцаявляетсякристаллизацияпри

 

температурахвыше1150

оСсвыделениемкристоб.Приохлалитаждении

 

кварцевогобрусапроисходитегоразрушениеиз

 

-заизменобъемаприния

 

модификаципереходахкристобалита. нных

 

 

 

Дляполучекварцевыхтиглейнияапл

 

авленноеэлектрическихпечах

 

кварцстеклп реносятвформуираздуваютсжатымвоздухомили

 

 

 

вакуумируют.Однимизспособовявляетсянаплавлкварцевогост ниекла

 

 

 

вращающейсяцентробежнойформе.

 

 

 

Огнеуприпизлорныйакремнеземавленогоссосуды( ,

 

шибера,меш лки

др.могут) бытьполученыкерамическойтехнологииизмельченного

 

 

 

кварцевогостекла.Наплавлениезаготовстеклаизкварцосуществляютвого

 

 

 

плазменномреакторе.Изделияиз ельченнкварцевстеклаформуютого

 

 

 

шликернымлитьем,

 

центробежнымформованпрессованием,полусухим

 

обжигаютпритемпературе1100

–1200оС.

 

 

Огнеупорныеизделиякварцевогостекласодержат98% SiO

 

 

2 иимеют

следующиехарактеристики:

3,неболее

 

 

Кажущаясяплотность,г/см

1,8–1,9

 

Открытаяпористость, %

 

10–20

 

ТКЛР,

α106 К1

 

0,5

 

Термост,теплосменыйкость

 

50–52

 

6Шамотныеогнеупоры.Алюмосиликатныеогнеуп.Высокоры

 

- иглиноз.

огнеуп.

 

 

 

Алюмосогнеупорныеизликдел:полукислыеаятсяия;шамотные;

 

 

высокоглиноземистые,изготовленныекерамическимспособом;высокоглиноземистые,

 

изготовленныелитьемрасплава.

 

 

 

Структура,свойстваиобластьприменениялюмосиликат

 

огнеупорных

матерзавотсодержанияаловсят

 

Al2O3 и SiO2. Характогнеупороввозрастаютристики

 

ростомсодержания

Al2O3,чтообусловлобразовавысокимисоединболноеений

 

температурамилавления.

 

 

 

Шамотныеогнеупоры

 

выпускаютсяколичестве

65–70%отобъемов

доступнинизкой,хорошейимостьютермическойустойчивостьюдо( 50

 

 

 

 

 

 

теплосмен),небольшусадкоприобжиге.Ихиспой длякладкибассейновьзуютванных

 

 

 

 

 

 

печей(

донныйбрус),питат,регенератэлементов,отдельныхлейорпечейшковых.

 

 

 

 

 

 

Кшамотнымотноизделиясодержаниемятся

 

 

 

Al2O3 от28до45%,кполукислым

– с

содержанием

Al2O3 15–25%и

SiO2

более65%

. Шамотныеиполукислыеогнеупсост рыят

 

измелкихкристамул3лловита

 

 

Al2O3 2SiO2,кристаллическихмодификацийкремнезема

 

(ква, ристобалитаца)стеклофазысозначитсодержаниемльным

 

 

 

 

Al2O3.

ныеглины

 

Сырьемдляпроизводствашамотныхогнеупоровявляются

 

 

 

 

 

каолины.

 

 

 

 

 

 

 

–1350оС.

 

Глину,каоихлисмесиобжигаютннашамопритемпературе1200

 

 

 

 

Шамиграетотльощителявкерамическихмассахдляогнеупоров, отличие

 

 

 

 

 

 

другихотощителнапример( ,кварц)йснижаетквыхогнеупорностьдруги

 

 

 

 

 

е

свойстиздел.Взаваиотспосйсимформованиякерамическиестибамассыдля

 

 

 

 

 

 

огнеупоровсодержат60

 

–85%шамота,остальное

 

– огнеупорнаягли.Многошамотные

 

массостоятизы85%шамотаи15%связующейглины.

 

 

 

 

 

 

 

Свойстваалюмосиликатныхогнеупоровзависят

 

 

 

 

акотсостава,такиотспособа

 

формования.Минимальныезначенияпористости(18

 

 

 

 

–20%),усадмаксимальная

прочностьв(разавыше3 )обеспринепластичномечиваютсяформовании.

 

 

 

 

 

 

 

Шамотныеогнеураздогнеупорнорыляютначетырекласса: Аимеести

 

 

 

 

 

т

огнеупорностьниже1690

оС,классБ

– 1650оС,классВ

– 1630оС.

 

 

Температураначаладеформацииподнагрузкойтем( примененияература)

–1450оС.Шамотныеизделияхарактеризуютсяплавным

 

шамотныхизделийсоставляет1250

 

 

–250оС

пластическимхарактедеформомации

 

 

интдеформрвалсост200авляетции

(рис.1)Об.неразрушприециспы,алишьедеформируетсятаниях.Этосвязано

 

 

 

 

 

 

тем,чтовшамотныхизделияхсповышениемтемпнепрерывноратурыувеличивается

 

 

 

 

 

количестжидкфазыповйеевязкостьышаетсявсле

 

 

 

 

дствиерастворениякремнезема

 

глинозема.Ш рокийнтд форрвалшаогнеупмотныхациипозволяетсохранитьров

 

 

 

 

 

 

устойчивостькладкипечипркратковрпревыштемдеформацииеннииратуры. ом

 

 

 

 

 

 

 

Придлительнслужбевпечшамотныехйгнеупорыдаютдополнител

 

 

 

 

ьнуюусадку,

причемтем, ературревыштемпературуихобжигающих,кладкадеформируется

 

 

 

 

 

теряетстроительнуюпрочность.

 

 

 

 

 

 

 

 

Термостшамогнеупйктныхзависитотстьомассставаров,способаформования,

 

 

 

 

 

температурыобжига,структурыизделийможет

 

 

 

 

зменятьсявширокихпределах

– отдо750

теплосмен.Сувеличсодшамоержанияниемвсосмасстермостойкостьвеизделий

 

 

 

 

 

 

повышаетсяиумногошамоизделийможедостигать150теплосменных.

 

 

 

 

 

 

 

Шамотно-каолиногнеупорытехнологиивыепроизвмал дства

 

 

 

отличаются

шамотно-глинистыхиздел.Сырьемдляихпроизводствайслужаткаолины.В

 

 

 

 

 

зависимостиотогнеупорностисырьякаолиновыеизделнадваятсякласса: 0

 

 

 

 

 

огнеупорностьниже1750

 

оС;классА

 

– нениже1730

оС.Каолиновыеогнеупоры

обладаютвысокойтермостойкостью

 

– до26теплосмен;температураначаладеформации

 

составляет1450

–1550оС,температураразрушения1600

 

–1650оС.

 

 

Стеклоусталюмогнеупйчивсилсн сржкаосрстомодержанияетсяьныхв

 

 

 

 

 

всостеоавекщелочныхсидлащелочнов

 

 

 

земельныхметаллов.

 

 

Выпускаютсяогнеупоследующихмадляркладкиыокднаб ссейна

 

 

 

 

 

стекловаренныхпечей,каналов

 

тудочныхивырабочастей: очных

ШСУ-33,ШСУ -36,

ШСУ-40 – шамотныеуплотнссоденныержанием

 

 

 

Al2O3 менее33,и 40%36

 

соответственно;ШСП

-40 – шамотныеповыш нно

-плотныессодержанием

Al2O3 менее

40%.ВыпускаютсяшамизделияобщегоныеазнмаШАрок,ченияШБ,ШАКс

–1400оС.

 

 

 

 

темпримененияературой1350

 

Изготавливаютсяизделия,предназначенныедля

 

кладкирегенемарокШВаторов

 

-37,ШН

-38,ШВ -42стемпримененияературойниже

 

1330,и15001400

 

оСсоответственно.

 

 

 

 

 

Высокоглиногнеупорыземистые

 

содержатболее45%

Al2O3 ивзависимостиот

 

содержанияглинозеподразделяютсянамуллитокремнеземистые

 

 

 

 

 

 

 

 

(МКРС)

(силлиманитовые),содержащи45

 

 

 

 

–62% Al2O3;муллитовые

(МЛС)

(62–72%

Al2O3);муллитокорундовые

 

(МКС)

(72–90% Al2O3) икорундовыеКС()

.

 

 

 

Муллогнеупорыитовыезготавлизсм сихническогоглиноземавают

 

 

 

 

 

 

 

 

 

огнеупорнойглины.Приизготокерамическихвысокоглиноземистыхленииогнеупоров

 

 

 

 

 

 

 

 

 

применяетсявысокоглиноземистыйшамот

 

спользуютсяметполусухдыпресс, огования

– до1700 оС.

 

 

шликерногоизостатическоготьяформования.Температураобжига

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Высокоглиногнеупотличаютшамотныхсодержаниемземирыбольшимся

 

 

 

 

 

 

 

 

тугоплавкихфазмуллита( ,ко

 

 

рунда),меньшимколичествомстеклофазыболеевысокой

 

 

 

 

 

темпееразмягченияратурой.Всвязиэтонихарактеризуютсябольшей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

огнеупорностью,температуройслужбыподнагрузкой,химическойустойчивостью,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

термост,малпоройиукостьютостьюадкой

 

 

 

 

 

впроце

сслужбые

.Ихиспользуютдля

 

кладкиразличныхучастковпечирегенераторов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Муллитовыеогнеупорыявлялисьпервплавленымиизделиями,используемыми

 

 

 

 

 

 

 

 

стекольнойпромышленности.Однаковнастоящеевремяплавленолитыемуллитовые

 

 

 

 

 

 

 

 

 

изделияпрактическиневы

 

 

пускаются,..

 

 

привоздействиищелк мпонентовчных

 

 

 

 

происхразлмуллонадитжениекорундстекла.Этпроцесссопровождаетсяфазу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уменьшениемобъемаизделий,чтос значительныеетнапряжения.

 

1Глиноз.6 огнеупорымисте

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кглиноземистымогнеупора

 

 

относятвпервуюочередькорундовыеизделия,

 

 

 

 

 

котсоднрыеменеержат95%

 

 

 

Al2O3.Технологияпроизводствакерамических

 

 

 

 

корундовыхимуллитовыхогнеупоримеетпринципиальныховтличий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Длянекоторыхэлементовкладстекловаренныхипечейдостаточ

 

 

 

 

 

 

ношироко

 

используютспециальныеогнеупоматериные

 

 

 

 

 

алы,изготовляемыеэффективными

 

 

 

методкерамитехнологииизостатическоеческой( прессование,шл керное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

виброшликлитье,горячпрессование)При.рне керамическихизвогнеупоровдстве

 

 

 

 

 

 

 

 

 

используются связующиеглина()Высококачестве. огнеупорыполучаютспеканиемные

 

 

 

 

 

 

 

притемпоер1600ядкаатурах

 

 

оСчрезвычайнотонкихреакци нно

 

-активныхпорошков

 

бездобавлениясвязующ.Форонимеуютизогодомспрессованиятатического.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подготовпороштребуетболька

 

 

 

шихзатрат,поэспеченныеогнеупорымуприменяются

 

 

 

 

 

тольковместах,п двергающихсямаксимнагрузке.Тогнкиельнойпрактическиупоры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

несодержатстекл,чтобуславлфазуихвысокуюпрочностьистеклоустойчивостьвает.

 

 

 

 

 

 

 

 

Поданнойтехнологиивыпускаютсяко

3 иоткрытойпористостью0,5

 

рундовыеогнеупорыс 94

 

–99,5%А1

2О3

плотностью3,30

–3,80г/см

 

–11%. Чистыйглиноземспекается

 

 

оченьтрудно,поэтомувсырьевмассдобавляетсяунебольшоеюколичествоSiO

 

 

 

 

 

получаютстеклофазу,

 

2 и

щелочноземельныхоксидов.Вследствиеэтогоприспекании

 

 

 

 

 

 

 

 

котораяуменьшпрочностьподагрузкойеттакихогнеупоров.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глиноземистыеплавленолитсодержатогнеупорболее92%ы

 

 

 

 

 

 

 

 

Al2O3.Сырьемдля

 

производстваогнеупоровслужатбокситытехническийглинозем.Плашихтыведутку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

притемпературе1

960–2100оС.Основныетехнолостадииизгическиеотоплавленыхия

 

 

 

 

 

огнеупоровприведвыш. ны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7Электроплавленыеогнеупо,ихсвойстваи имен ние

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОАОПодольскогнеупор« »Россия)изготавливает( электроплавленые

 

 

 

 

 

 

 

 

корундовыеизделияКЭЛ

 

 

-93,КЭЛ

-93Кор(

-95),применяемыедляфутеровки

 

 

 

выработочныхканаловпитателей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Взависотиколичествадамостивводшдобавокмыххтуполучают

 

 

 

 

 

 

 

 

 

глиноземистыеогне

упорыразличноготипа:α

 

 

-глинозёмистые,α

-β-глинозёмистые,

β-глинозёмистые.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прииспользованиикачестве

 

 

 

исходногосырьятехническогоглинозема

 

 

 

 

кристфаявлзойлкорундичеяетсякой

 

α-Al2O3.Ониобладаютвысокой

прочностью, низкойтермостойкостью.Израсплавов,содержащих5

–7% R2O

(Na2O),полу

чают

β-глиноземистогнеупоры,котоха актеризуются

 

повышеннымипортермостойкостьюстостью.

α-β-глиногнеупорыземистые

получаютприсодержании

 

Na2O 3,6–4,0%Ониотличаютсямалой. термостойкостью,

нонизкойпористостью.

 

 

 

Глинозогнсодемиступорые

ржатнезначитедолюстек.Этлоьнуюфазы

обусловливаетминимальнсклк бразованностьпуприюзырейкосонтактеию

 

стекломассстойкостьивыскоррозионнуюкуюогнеупороврасплавах

 

малощелочныхстекол.

 

 

Глинозогниемупорвыеюитемпературусокуюы

применения,

составляющую1750

–1850оС.Приконтактесрасплавомонималоразмягчаются,

 

однаковприсутствии

 

 

Na2O всостеклорасплавааве

α-Al2O3 (корунд)может

перейтив

β-Al2O3,которыйпредстсобойвданномслучаевляеталюминатнатрия.

 

Этоприводитк

 

 

увеличобъема,какследствиению,кобразованиютрещин.С

 

другойстороны,

 

 

β-глиноземистсодержащиеогнеупоры, щелк мпонентычные,

 

приконтактес

 

 

SiO2

израспвслвыделенияедствиеава

Na2O превращаются

ко.Врундезультатепросильнаясхоусадитка

 

такжеовызываетразрушение

огнеупора.

Корундэлектроплавленыевыегнеупорыхарактернизкизуютсям содержаниемстеклофазы.

8Бакоровыеогнеупихфазсо,сворытавиприменениейства.

 

Плавленолитые бадделеитокорундовыеогнеупоры

(бакоры)являются

наиболеераспростматеридлякладкианеннымб стеклйнломоваренных

 

печейиособоответственучастковверхнстроенияп.Существеннымыхгочи

 

отличибаддемлеитокогнеупявляетсяихвысокорундовых

ая

стекл,огнеупорнустой,про.Испчивностьплавленолитыхзование

 

огнеупоровдлякладкибастеклйнпечейоввзшамотныхамрен