2.4 Другие виды огнеупоров

а)циркониевые - из чистой ZrO₂ - природный минерал циркон, температура плавления = 2950⁰С с примесями СаО и т.д. Огнеупорность циркония о/у - до 2500⁰С, высокая шлакоустойчивость(особенно против кислых шлаков) и термостойкость. Применяют для плавки цветных металлов и кварцевого стекла.

б)цирконовые изделия - тоже ZrO₂(56-57%) 32-35% SiO₂, Al₂O₃, TiO₂, Fe₂O₃ и др. Огнеупорность до 2000⁰С, применяют при футеровке ванн для закалки сталей, вкладыши в стаканы МНЛЗ (непрерывная разливка стали).

в)огнеупоры из чистых оксидов, карбидов, нитридов характаризуются сложностью изготовления, но имеют высокую термостойкость и температуру плавления.

Оксид	Al2O3	BeO	ZrO2	MgO	MoC	W2C	TiN	ZrN
t0пл.	2050	2550	2700	2800	2960	3130	3220	3255
	ThO2	TaN	HfN	ZrO	TaC	HfC
	3300	3360	3580	3800	4150	4160

Они прочны при  температуре, устойчивы в окисл. среде, но их производство затруднено трудностями получения самих этих в-в в чистом виде, а также процессом их спекания. Применяют ограниченно для лабораторных и специальных нужд.

2.5 Огнеупорные бетоны, растворы, обмазки

Бетон- это смесь цемента, воды и заполнителя, которая при нормальной температуре затвердевает, а после обжига получает о/у свойства.

По пластичности различают:

- жесткие бетоны

- пластичные бетоны

- литые бетоны

Цемент: портландцемент, глиноземистый, высокоглиноземистый.

Заполнители: шамот, полукислые материалы, хромит (для теплоизоляторов - пористый шамот)

Огнеупорность бетона 900-1300⁰С-1700⁰С в зависимости от цемента. Обычный (портландцемент) бетон разрушается при около 600⁰С.

Применяют в различных нагревательных и термических печах.

Растворы- огнеупорные растворы твердеют только при разогреве печей, по составу близки к о/у. Для их приготовления используют сухие смеси для каждого вида кладки (так называемые мертели) при добавлении воды. Мертель - порошок о/у, + о/у глина, +каменно угольная смола, + глиноземистый и т.д. Для получения воздушно-твердеющих растворов в них добавляют цемент и жидкое стекло.

Напр. кладка шахты ДП, рекуператоров нагревательных колодцев и т.д. Иногда кладку ведут без раствора, заполняя швы сухим порошком того же о/у.

Обмазки: - защитные

- теплоизоляционные

- уплотнители

Служат для защиты рабочей поверхности о/у футеровки и в целях  газопроницаемости кладки.

Состав: - тонкоизмельченные порошки

- о/у глина

- клеющие добавки

- до 40% асбеста в изоляционные

- жидкое стекло, щелок в уплотнении

Стоимость о/у :

динасовые 1.0

шамотные 0.8

магнезитовые 1.4

хромомагнезитовые 1.2

высокоглиноземистые 2.2-8.5

карборундовые 1.4-2.8

3 Огнеупорная футеровка доменных печей

Футеровка предназначена для сохранения проектного профиля печи и защиты холодильников и кожуха от разрушения. Она подвержена действию высоких, переменных и неравномерно рас­пределенных температур, давлений жидкого чу­гуна и шлака, газов, шихты, истиранию и хими­ческим воздействиям продуктов плавки. Ее стой­кость зависит от основных свойств огнеупоров, которые разделяются на кислые (главный оксид — кремнезем), основные (оксиды магния или каль­ция) и нейтральные (углеродистые и хромистые)

Футеровка доменных печей (по зонам)

Верхняя часть шахты. В этой зоне размягче­ние огнеупора исключено и особое значение имеет его сопротивление истиранию. Этим условиям удовлетворяет алюмосиликатный кирпич с 42-44 % Аl₂О₃. В связи с проникновением в футеров­ку паров щелочей, СО и отложения сажи боль­шое значение имеет высокая плотность алюмо-силикатного огнеупора (низкая пористость и зам­кнутость пор).

Средняя охлаждаемая часть шахты. В средней части кладки шахты начинается размягчение огнеупора. Здесь обычно применяют охлаждаемую клад­ку из плотного шамотного кирпича с 45 % А1₂О₃.

Нижняя часть шахты и распарфутерованы карборундовым кирпичом (стойким в щелочных средах).

Заплечики и фурменная зона. Наиболее стойким в заплечиках признан карборундовый кирпич.

Футеровка горнадлительное время выполня­лась из алюмосиликатного кирпича, что не ис­ключало прорывов чугуна при охлаждении кожу­ха водой или периферийными холодильниками.

Основная задача при конструировании стен горна заключается в том, чтобы не допустить при­ближения изотермы затвердения чугуна (1150 °С) к кожуху печи. Это достигается использованием более теплопроводных углеродистых огнеупоров (используемых и в кладке лещади).

Износ стен горна прекращается при установ­лении равновесия между тепловым потоком на них и количеством тепла, отбираемого охлажде­нием, поэтому стены горна при этом могут про­тивостоять износу практически неограниченно долго и препятствовать прорыву через них чугу­на. Для усиления отвода тепла через стены горна набивная масса между кладкой и кожухом долж­на иметь высокую теплопроводность, например 42 ДжДг • К).

Лещадь. Длительное время лещадь выклады­вали алюмосиликатным кирпичом. При перифе­рийном охлаждении на доменных печах с неболь­шим диаметром горна толщина такой лещади даже при значительном износе исключала прорывы чугуна. С увеличением диаметра горна толщину лещади пришлось увеличивать. (Разгар ее прекра­щается на изотерме затвердевания чугуна.)

Комбинированная конструкция лещади (сверху алюмосиликатный, внизу углеродистый огнеупо­ры) с воздушным подлещадным охлаждением по­лучила применение на всех крупных доменных печах бывшего СССР и на большинстве таких пе­чей за рубежом (воздушное и водяное подлещадное охлаждение).

Лещадь может быть и цельноуглеродистой — ряд (нижний) графитированных блоков и ряд (последующий) углеродистых. В центре поверх уг­леродистых блоков укладывают два ряда высоко­огнеупорных муллитовых кирпичей.

По периферии лещадь выкладывается в обоих вариантах лещади горизонтальными прямоуголь­ными блоками. Углеродистые блоки лещади сле­дует устанавливать вертикально с расположени­ем их основания в области температур ниже тем­пературы затвердевания чугуна, чтобы жидкий чу­гун не достигал нижней грани блоков (во избе­жание их всплытия).