Огнеупорные

материалы

Огнеупорные материалы (огнеупоры) – это материалы, получаемые на основе минерального сырья и отличающиеся способностью сохранять свои свойства в условиях эксплуатации при высоких температурах. В своем большинстве они относятся к грубой керамике и применяются в качестве конструкционного или облицовочного материала для постройки различных промышленных печей (коксовых, доменных, сталелитейных и др.), топок и аппаратов, работающих в условиях высоких температур (1000–1800 °С).

Основным эксплуатационным свойством огнеупоров является огнеупорность, которая оценивается как максимальная температура, которую стандартный образец материала выдерживает не расплавляясь. Обычно к огнеупорам относят материалы с огнеупорностью выше 1580 °С (температура первой эвтектики в системе SiO2–А12O3).

Если огнеупорность превышает 1750 °С, материал считается

высокоогнеупорным. К материалам высшей огнеупорности

относят материалы с огнеупорность

Свойства

огнеупоров

Кроме огнеупорности для огнеупорных материалов весьма важны такие характеристики, как строительная прочность при высоких температурах, температура начала деформации под нагрузкой,

стойкость к термоудару, химическая стойкость (шлакоустойчивость).

Огнеупоры бывают пористыми (вплоть до ультралегковесных с пористостью 75–90%) и непористыми (вплоть до особоплотных с пористостью менее 3%), формованными (кирпичи, трубы и т.д.) и

неформованными (обмазки, сухие смеси), обожженными и безобжиговыми (с температурой термообработки не выше 600°С, дальнейший обжиг происходит непосредственно в тепловом агрегате).

По составу и химическим свойствам огнеупоры делятся на кислые

(состоят из кислотных или амфотерных оксидов), основные (состоят из основных оксидов) и нейтральные (состоят из малоактивных

амфотерных оксидов или веществ неоксидного характера). В соответствии со своим химическим характером первые наиболее пригодны для плавки стекла или спекания керамики, стекла, природного камня, вторые – для выплавки металлов или спекания портландцементного клинкера, третьи характеризуются универсальностью применения.

В таблице приведены основные характеристики

некоторых наиболее часто применяемых огнеупоров

Состав

огнеупоров

Огнеупоры, относящиеся к системе SiO2∙Al2O3, составляют более 80% всей массы производимых в настоящее время огнеупоров.

Высококремнеземистые (кварцевые и динасовые) огнеупоры изготовляются из природных кварцитов, содержащих не более 1,5% глинозема, даже небольшие

примеси Al2O3 в кремнеземе резко снижают температуру

появления жидкого расплава и, следовательно, огнеупорность материала. В молотый кварцит вводят 2% СаО (плавень и минерализатор), смешивают с органической связкой, формуют изделия, сушат и обжигают при 1450°С.

Состав огнеупоров

Кремнезем-глиноземистые (шамотные и муллитовые) огнеупоры изготовляют из смесей каолинитовых глин и шамота (обожженная глина примерно того же состава). Для коррекции состава могут быть добавлены также кварцит или боксит.

Минералогический состав готовых материалов включает главным образом кристаллические муллит и кристобалит, а также, в случае муллит- корундовых огнеупоров, корунд (α-А12O3).

Корундовые огнеупоры готовят из смесей на

основе боксита (Аl2О3∙xН2О) или синтетического корунда с добавлением небольшого количества глины в качестве пластифицирующего компонента. После обжига при 1500-1600 °С материал состоит из кристаллов корунда и муллита с небольшой примесью стекловидной

фазы.

Применение огнеупоров

Лекция окончена. Спасибо за внимание.