Изготовление и состав основных огнеупоров

Кремнеземистые огнеупоры

Наиболее широкоприменяемыми являются динас и кварц.

Динас содержит более 95% SiO₂ с добавлением СаО и FeO и органические добавки для повышения прочности. Изделия прессуют, сушат и подвергают обжигу при температуре до 1470 ⁰С. При обжиге в изделиях происходит перекристаллизация с образованием до 60% кристаллов . После обжига, во избежание растрескивания, динас медленно охлаждают вместе с печью. Динас обладает высокой механической прочностью до температуры 1600-1630 ⁰С. В процессе эксплуатации динас несколько увеличивает удельный объем. Это позволяет успешно применять его в сводах плавильных металлургических и стекловаренных печах, высокотемпературных нагревательных печах, коксовых печах.

Алюмосиликатные огнеупоры – это огнеупоры с содержанием Al₂O₃ 15-30% и добавками кварцевого песка называются полукислыми.

Полукислые изделия менее огнеупорны, чем шамотные, имеют большую плотность и незначительную усадку. Наиболее распространенным видом алюмосиликатных огнеупоров являются шамоты.

В качестве сырья используют огнеупорную глину (Al₂O₃, 2SiO₂ 2H₂O). Смесь увлажненного и обожженного материала пересевают, сушат и обжигают при температуре до 1400 ⁰С. Темпервтура начала деформации 1350 ⁰С.

В процессе обжига происходит образование тугоплавких кристаллов муллита (3Al₂O₃·2SiO₂), которые и определяют основные свойства шамота.

С повышением содержания Al₂O₃ в огнеупоре, огнеупорность и термостойкость его повышается. Шамот используют для футеровки нагревательных и термических печей. Кладки дымовых боровов и насадок регенераторов. Шамотные изделия плохо противостоят окалине, поэтому ограниченно применяются в кладке подовых частей печи и кладке ванн.

Магнезиальные огнеупоры. Природный материал магнезит MgCO₃, который подвергают обжигу, получая при этом MgO, который и является исходным сырьем для получения фасонных огнеупоров. Сырье увлажняют, прессуют, сушат и обжигают при температуре до 1650 ⁰С. Для повышения термостойкости и шлакоустойчивости магнезиальных изделий в шихту добавляют 5 – 12% легкодисперсного Al₂O₃. Магнезиальные изделия стойки к образованию окалины. Темпервтура начала деформации 1500 ⁰С.

Используют данный огнеупор для футеровки высокотемпературных печей (сталеплавильных, стекловаренных). Элементов доменных печей, пода, ряда печей, высокотемпературных частей насадок регенераторов.

Разновидностью магнезиальных огнеупоров являются тальковые огнеупоры, которые производят из породы талька (3MgO·4SiO₂·H₂O). Главным достоинством данного материала является высокая устойчивость к воздействию окалины, возможность использования без обжига или с обжигом до 1300 ⁰С, малый коэффициент объемного расширения. Используются для кладки пода нагревательных печей непрерывного действия, т.к. обладают небольшой термостойкостью 1 – 2 водяные теплосмены.

Хромистые огнеупоры.

Основой этих огнеупоров является минерал хромит FeO·Cr₂O₃ устойчивый против кислых и основных шлаков. Известны несколько видов хромистых огнеупоров:

- хромитовые (30% Cr₂O₃+25% MgO);

- хромомагнезитовые (15-30 % Cr₂O₃+15-60% MgO);

- магнезитохромитовые (8-15% Cr₂O₃+65-70% MgO);

Хромитовые материалы применяют в виде набивных масс в паровых котлах и футеровке охлаждаемых поверхностей печей. Огнеупорность массы 1700 ⁰С, однако низкая температура начала деформации под нагрузкой менее 1200 ⁰С.

Хромомагнезитовые огнеупоры устойчивы к воздействию шлаков. При температурах до 1600 ⁰С не реагируют с динасом и имеют огнеупорность до 1950 ⁰С. Применяют в кладке мартеновских печей, подов нагревательных колодцев и методических печей, футеровке обжиговых высокотемпературных печей. Темпервтура начала деформации 1520 ⁰С.

МагнезитохромитовыеМХО огнеупоры получают путем высокотемпературного обжига (до 1750 ⁰С) шихты, которая прессуется под высоким давлением. Готовые изделия имеют низкую пористость, высокую стойкость к воздействию основных шлаков огнеупорность до 2000 ⁰С и термостойкость до 15 водяных теплосмен. Применяются МХС огнеупоры в сводах и кладке электроплавильных печей, кислородных конвертерах, высокотемпературной зоне регенераторов.

Углеродистыеогнеупоры содержат до 75 % С. Сырьем для их производства служит кокс, термоантрацит и графит. Огнеупорность углеродистых изделий свыше 2500 ⁰С. Однако свойства можно обеспечить лишь в восстановительной и нейтральной среде применяют углеродистые огнеупоры для кладки лещади и горка доменной печи, в печах для выплавки некоторых известных металлов, обжига карбида кальция, получения ферросплавов и др.