Свойства огнеупоров

КЛАССИФИКАЦИЯ ОГНЕУПОРОВ

Огнеупорные материалы можно классифицировать.

По огнеупорности: а) группа огнеупоров с огнеупорностью 1580—1770°; б) высокоогнеупорная группа с огнеупорностью 1770—2000° и в) группа высшей огнеупорности с огнеупорностью выше 2000°.

По способу изготовления: а) пиленые из естественной горной породы; б) пластичного формования ручной и машинной формовкой; в) полусухого прессования на механических или гидравлических прессах порошкообразных масс, содержащих связующий материал: глину, каолин н т. п.; г) пневматического или электромеханического трамбования и д) литые плавленые, полученные электроплавкой, термитной плавкой и т. п.

По термической обработке: а) обжиговые, т. е. подвер гнутые обжигу в пламенных, электрических или иных печах по определен­ному режиму; б) безобжиговые, не подвергнутые обжигу.

По химико-минералогическому составу

По форме и размерам все виды огнеупорных изделий делятся на: а) нор­мальный кирпич (большого и малого формата), прямой и клиновый (продолныйи поперечный); б) фасонные изделия (простые, сложные, особо сложные); в) крупноблочные фасонные изделия (простые, сложные и особосложные) и г) специальные изделия лабораторного и промышленного прим енения (тигли, трубки и др.).

Огнеупорные изделия подразделяются следующие марки: Ш-шамотные, ШЛ-шамотные легковесные, П-полу кислые и Дн-динасовые.

В стандарт входят формы и размеры изде­лий указанных марок, всего 105 типоразмеров 27 форм, обозначаемых порядковыми номерами.

Классификация огне­упоров может также быть сделана по об­ласти примене­ния, классу и сортности. Класс определяется высшей температурой огнестой­кости, а сорт — проч­ностью и усадкой.

Пористость харак­терна для всех огне­упоров и в отдельных изделиях доходит до 80%. Различают следую­щие виды пористости огнеупоров: истинную и кажущуюся. Истин­ной пористостью назы­вается отношение объ­ема всех пор изделия (открытых и закрытых) к общему объему изде­лия, выраженному в про­центах. Кажущейся пористостью называется отношение объема, заня­того в образце порами, сообщающимися между собой и с атмосферой (открытыми), к общему объему образца, выра­женному также в про­центах. С пористостью огнеупоров тесно свя­заны такие понятия, как объемный вес и водопоглощение. Обьемный вес представляет со­бой отношение веса су­хого образца к общему его объему и выражается в, кг/м³.

Водопоглощение ха­рактеризуется отноше­нием веса воды, поглощенной порами образца, к весу образца в сухом состоянии. Величина водопоглощения определяется в процентах. Определение водопоглощения проще, чем определение пористости, поэтому кажущаяся пористость определяется по водопоглощению.

Газопроницаемость является важным свойством огнеупорных изделий. Способность огнеупорных изделий пропускать воздух или газ в тех или иных условиях называется газопроницаемостью. Коэффициент газопроницае­мости огнеупорных изделий выражается количеством воздуха (в литрах), прошедшего через огнеупорный материал площадью 1 л² при толщине образца ] м в течение 1 часа и при разности давлений 1 мм вод. ст. Коэффициент газо­проницаемости подсчитывается по следующей формуле:

V — объем прошедшего воздуха в л; h — толщина образца в м; F — площадь образца в м²; i — время прохождения воздуха в час; р — рабочее давление в мм вод. ст.

При повышении температуры газопроницаемость уменьшается, так как вязкость газа становится больше. С увеличением температуры силы сцепле­ния между молекулами газа, а следовательно, и вязкость возрастают. Для испытания на газопроницаемость используют цилиндрические образцы огне­упорных изделий высотой 50 мм и диаметром 50 мм. Газопроницаемость может влиять на стойкость печной кладки. Например, в печах газовой цемен­тации кладка может разрушаться вследствие проникновения в поры окиси углерода и отложения сажистого углерода по реакции 2СО → СО₂ + С. Поэтому для печей газовой цементации рекомендуется доменный шамот, обладающий наивысшей плотностью.

Теплопроводность. При составлении теплового баланса печей, опреде­лении потерь тепла через стены, свод и под печей большое значение имеет теплопроводность огнеупорных изделий. Теплопроводность также влияет на термическую стойкость огнеупорных изделий. Теплопроводность огне­упорных изделий характеризуется коэффициентом теплопроводности. С повышением тем­пературы коэффициент теплопроводности большинства огнеупорных изделий возрастает. Однако для некоторых огнеупоров, например для магнезитового кирпича и еще более для карборундовых изделий, теплопроводность с повы­шением температуры падает. На теплопроводность огнеупорных материалов влияют химический и минералогический состав, пористость, температура и кристаллическая структура. С повышением пористости теп­лопроводность огнеупорных изделий снижается.

Электропроводность. При обычных температурах огнеупорные изделия являются электроизоляторами. При повышении температуры электропро­водность огнеупорных материалов значительно возрастает. Особенно замет­ное повышение электропроводности начинается при температурах выше 1000^оС

Динасовые и шамотные изделия при температуре 1200°С являются проводни­ками. С повышением пористости электропроводность уменьшается.

Теплоемкость огнеупорных материалов с повышением температуры увели­чивается. Наибольшая теплоемкость у шамотных изделий.

Температуропроводность огнеупорных изделий характеризуется стойкостью распространения температуры при нагревании и зависит от теплопроводности, теплоемкости и объемного веса материала.

Огнеупорность это свойство огнеупорных материалов противостоять действию высоких температур.

Термическая стойкость — это свойство огнеупорных изделий противо­стоять резким колебаниям температуры — теплосменам, которые может выдержать изделие до определенной степени его разрушения.

Механическая прочность. Огнеупорные изделия чаще всего испытывают нагрузку сжатия. Поэтому механическая прочность огнеупорных изделий характеризуется пределом прочности при сжатии при комнатной температуре. Это свойство является важным показателем, характеризующим хороший обжиг огнеупоров, однородность строения и т. д.

Деформация под нагрузкой при высоких температурах. Определение пре­дела прочности при сжатии в условиях комнатной температуры не характе­ризует поведение огнеупоров при их рабочих температурах. Испытания на определение предела прочности при высоких температурах представляют значительные трудности. Поэтому для характеристики качества огнеупоров изделий при высоких температурах производят испытание на деформацию под нагрузкой.

Шлакоустойчивость — это способность огнеупорных изде­лий противостоять действию образующихся в печи шлаков, окислов, паров и газов. Чем ближе химический состав шла­ков к химическому составу огнеупоров, тем меньше разъе­дание — динас противостоит разъеданию кислых шлаков, а магнезит — основных шлаков. Шлакоразъедаемость опреде­ляется по потере объема.

Постоянство формы и объема.
Работа огнеупорных изделий при высоких температурах вы­зывает изменения объема вслед­ствие: 1) температурного рас­ширения и 2) усадки или ро­ста. Небольшое расширение огнеупорных материалов не является вредным, так как уплотняет кладку, но чрезмер­ное расширение может вызвать появление трещин. Усадка или рост огнеупорных изделий происходит под влиянием изменения фазового состава материалов, перекристаллизации и спекания. Усадка огнеупорных материалов приво­дит к снижению плотности швов, к оседанию свода печей и к преждевре­менному разрушению.

Дата добавления: 2014-01-07