Справочные данные по футеровочным материалам

Материалы, используемые для устройства футеровок электрических печей, имеют по сравнению с материалами для пламенных печей, некоторые особенности, связанные с иными условиями работы. Так, отсутствует действие на них со стороны компонентов топлива, исключено эрозионное воздействие факела пламени или дымовых газов. Вместе с тем, материалы в электропечах должны быть устойчивы по отношению к специализированным средам (искусственным атмосферам), не должны взаимодействовать с материалами нагревательных элементов, обладать высокими электроизоляционными свойствами. Футеровочные материалы принято делить на огнеупорные и теплоизоляционные.

Огнеупорные материалы

По химико-минеральному составу огнеупорные материалы (огнеупоры) классифицируются на 15 типов: кремнеземистые, алюмосиликатные, глиноземистые, глиноземоизвестковые, магнезиальные, магнезиально-известковые, известковые, магнезиально-шпинелидные, магнезиально-силикатные, хромистые, цирконистые, оксидные, углеродистые, карбидкремниевые, бескислородные. Каждый тип огнеупоров подразделяется на группы, внутри которых конкретные изделия имеют марки, первые буквы которых отражают наименование группы. По показателю огнеупорности огнеупоры делятся на три группы: средней – от 1580 ºС до 1770 ºС, высокой – свыше 1770 ºС до 2000 ºС, высшей огнеупорности – свыше 2000 ºС. Максимальная температура применения огнеупора обычно существенно ниже температуры огнеупорности и определяется механической прочностью огнеупорного изделия.

В среднетемпературных печах обычно используются алюмосиликатные огнеупоры.

Огнеупорные изделия подразделяются на: формованные огнеупоры, имеющие определенную геометрическую форму и размеры; неформованные огнеупоры, то есть готовые к употреблению или употребляемые после смешивания с другими компонентами; полуфабрикаты.

По форме и размерам огнеупорные изделия подразделяются на: прямые кирпичи нормальных размеров 230×114×65 мм или 230×115×75 мм; уменьшенные прямые кирпичи 200×100×55 мм; клиновые кирпичи 230×115×(65×55; 65×45; 75×65; 75×55) мм; фасонные изделия различной конфигурации; рулонные и листовые материалы; мелкоштучные изделия разного назначения (например, крючки для подвешивания нагревателей); блочные изделия массой свыше 40 кг до 1000 кг; крупноблочные массой свыше 1000 кг. Огнеупорные материалы используются также в виде набивных масс и обмазок.

Алюмосиликатные огнеупоры (шамотные, муллитокремнеземистые, муллитовые, муллитокорундовые), наиболее распространенные в печах сопротивления, представлены многими материалами с содержанием глинозема (Аl₂О₃) более 28 %.

Шамотные огнеупоры изготавливаются из огнеупорных глин или каолинов и содержат от 28 до 45 % Аl₂О₃, их огнеупорность составляет 1600…1750 ºС. По плотности подразделяются на плотные (марок ША и ШБ) и легковесные (ШЛ). Плотные огнеупоры применяются в особо нагруженных частях футеровок. Их плотность составляет 1800…1900 кг/м³, огнеупорность до 1750 ºС, удельная теплоемкость при 1000 ºC 1,109 Дж/(кгºC).

Числовое обозначение в марке огнеупора соответствует его плотности, в г/см³.

Шамотные легковесные изделия не должны подвергаться воздействию расплавленных металлов, шлаков, стекла, а также механическим ударам и истирающим усилиям. Огнеупоры ШЛ-0,4 и ШТЛ-0,6 (плотностью 0,4 и 0,6 г/см³ соответственно) могут применяться в контролируемых углеродосодержащих атмосферах до 1100 ºC, огнеупоры ШЛ-1,0 и ШЛ-0,9 – в вакууме до 1000 ºC. Легковесные изделия не могут использоваться в нагруженных частях футеровки, например, в арочных сводах. Основные характеристики легковесных огнеупоров приведены в табл. 5.

Табл. 5