3.2. Вогнетривкість вогнетривів

Найважливішою властивістю вогнетривів є їхня стійкість стосовно високих температур процесу, що визначається збереженням первісного фізичного стану й форми. Це властивість вогнетривів забеспечує стійкість будівельних елементів грубних споруджень при високих температурах.

Межею вогнетривкості керамічних виробів є перехід виробу в розм'якшений стан, коли воно починає деформуватися. Більшість вогнетривких виробів не має різкої точки переходу із твердого стану в рідкий, як це і має бути у металів. Особливістю вогнетривких виробів є наявність температурного інтервалу розм'якшення.

При визначенні вогнетривкості матеріалів застосовують керамічні піроскопи (конуси Зегера). Керамічні піроскопи виготовляють у вигляді тригранних пірамідок висотою до 6 см і з основою у вигляді рівностороннього трикутника, у якого сторона дорівнює 1см, (або усіченої піраміди висотою 30 мм і шириною граней: вгорі - 2мм, внизу - 8мм). По стандарту вогнетривкість прийнято скорочено позначати буквами ПК і проставляти температуру вигину піроскопа, зменшену в десять разів. Наприклад, ПК-188 означає, що вогнетривкість дорівнює 1880°С.

Для визначення вогнетривкості з випробуваного матеріалу виготовляють пірамідку подібну до стандартного конуса, потім відповідно до передбачуваного вогнетривкістю випробуваного матеріалу (зразка) підбирають стандартні піроскопи з відомою вогнетривкістю, близькою до зразку, які встановлюють із випробуваним зразком на керамічну площадку й поміщають у піч для випробувань. При цьому відзначають час початку й кінця випробування.

При випробуванні зразок розм'якшується й та змінює форму до зіткнення його вершини із площадкою. Якщо з ним, подібним чином, одночасно змінює форму стандартний керамічний конус із відомою вогнетривкістю, то вогнетривкість випробуваного матеріалу відповідає вогнетривкості стандартного деформованого піроскопа.

3.3. Термічна стійкість вогнетривів

У кладці печей вогнетриви часто піддаються дії змінних температур, особливо в печах з періодичним режимом роботи, де зміна температури часто досягає дуже великих значень. Подібні коливання температур у печах викликають зміни структури вогнетривів, що приводять до руйнування футеровки печей.

Термостійкістю називається здатність вогнетривких виробів витримувати різкі коливання температур, не розтріскуючись і не руйнуючись.

Термічна стійкість вогнетривів залежить від їхньої природи й визначається фізико-механічними властивостями матеріалів: модулем пружності, теплопровідністю, теплоємністю, щільністю. Ці фактори визначають швидкість поширення температури й швидкість її вирівнювання у вогнетриві й відповідно величину міжкристалічних напруг.

При раптовому нагріванні у вогнетриві з'являються значні напруги. Це пояснюється тим, що при поганій теплопровідності й значній теплоємності вогнетриву його прогрів протікає досить повільно. Тому напруги, що виникли на границях двох різнотемпературних шарів, є причиною механічного руйнування вогнетриву, тобто нагріваючись сторона вогнетриву розширюється, а холодна прагне зберегти свій первісний стан.

Для визначення термостійкості вироб (зразок) перебуває в печі; зразки нагрівають до 850...1300°С і витримують при даній температурі 40хв. Після цього гарячими кінцями ставлять у бак із проточною водою на глибину 50мм. Така, що складається із трьох, операція називається, водяною теплозміною.

Після кожної теплозміни зразок зважують. Випробування продовжують до втрати зразком 20% від первісної маси. Після чого випробування закінчується; число водяних теплозмін, що викликали руйнування виробу й втрату маси, рівну 20%, характеризує його термостійкість у водяних теплозмінах. (TC₈₅₀ або ТС ₁₃₀₀)

Деякі вогнетривкі вироби, наприклад, легковаг і магнезитові піддають випробуванням на термостійкість у повітряних теплозмінах (табл.. 3.1).

Таблиця 3.1

Термічна стійкість вогнетривких виробів у водяних теплозмінах

Назва вогнетриву	Число водяних теплозмін
Динасові	1...3
Напівкислі	4. ..15
Шамотні	10. ..25
Багатошамотні	40. ..70
Шамотний вогнетривкий легковаг	7.. .12
Хромітові	3...5
Хромомагнезитові	5. ..12
Теплостійкий хромомагнезит	40. ..60
Високогустинні магнезитові	10. ..16
Магнезитові	2...5
Карборундові на глинистому зв'язуванні	25. ..60