Вся электронная библиотека >>>

 Древесные отходы >>>

 

 

Огнеупоры и их применение


Раздел: Учебники

 

Высокоглиноземистые изделия

 

 

К этой группе относятся изделия, содержащие после обжига в своем составе избыток глинозема (>50 % А1203 согласно  68). Отношение Al203/Si0a должно быть гз-1. Считают также, что содержание А1203 может быть на 5 % меньше. Японским промышленным стандартом содержание ^45 % А1а03 * регламентируется. Огнеупорность таких изделий* составляет ^1770 °С. Классификация и свойства высокоглиноземистых изделий имеют ряд вариантов. Японская классификация согласно стандарту представлена в табл. 89. В зависимости от способа производства высокоглиноземистые изделия делят на два вида: плавленолитые и обожженные. Изделия второго вида относятся к высокоглиноземистым, которые делятся на классы по количеству содержания в них глинозема. Наличие А1а03 в специальном классе второго вида составляет ^90 %. Однако в настоящее

Деформация шамотных изделий под нагрузкой при высоких температурах зависит от химического состава и структуры материала. Большое влияние на деформацию шамотных изделий оказывают вид и количество примесей. Наиболее сильно понижают температуру начала деформации под нагрузкой примеси окислов щелочных и редкоземельных металлов: К20, NaaO, MgO и МпО.

Естественно, что высокоглиноземистые шамотные изделия удовлетворяют рабочим требованием высокотемпературной промышленности лучше, чем обычные. В последнее время потребность в изделиях с высоким содержанием глинозема возросла. Одновременно стали предъявлять требования к их качеству. Исходя из тогб, что качество природного сырья невысокое, активизировали производство искусственного сырья: синтетического муллита (3Al203-2Si02), клинкера, обожженного глинозема, электроплавленого глинозема. Типичные свойства сырья для производства высокоглиноземистых изделий показаны в табл. 90.

Минеральным высокоглиноземистым сырьем являются; природный диаспор, бокситы, глиноземистые сланцы, а также минералы силлиманитовой группы (кианит, силлиманит, андалузит), алунд и другие синтетические материалы. Большую часть природного сырья Япония импортирует.

Диаспоровые минералы по условиям образования разделяются на гидротермальные и приморского происхождения. Первые добывают в пирофиллитсодержащих породах, вторые представлены высокоглиноземистыми сланцами, которые залегают в каменноугольном бассейне КНР. Плотность диаспора 3,1 ~ 3,4 г/см3. Диаспор, находящийся в пирофиллитовых породах, залегает вместе с белым каолином. Огнеупорность чистого диаспора при А1203-Н20 составляет 1920—2000 °С.

Основные компоненты боксита — бёмит и гидраргиллит (или гиббсит). Бокситы образовались в результате разложения каолина с одновременным повышением глиноземности. Бокситы — светлосерого или пепельно-желтого цвет.а — по внешнему виду напоминают твердую глину. Обычно в качестве примесей содержат небольшое количество железа и кремниевой кислоты. Бемит (У-А1203-Н20) и гидраргиллит (Y-A1203-3H20) при нагревании превращаются в А-А1203.

Минералы силлиманитовой группы обозначаются одинаковой химической формулой А1203- Si02. В эту группу входят три минерала: силлиманит, андалузит и кианит. Силлиманит характеризуется игольчатой структурой кристаллов, представляет собой высокотемпературную метаморфическую породу. Андалузит распространен как контактово-метаморфический минерал в глинистых или углисто- глинистых сланцах и других породах, представляет собой красный или бесцветный минерал. Кианит (или дистен) образуется преимущественно в процессе метаморфизма богатых глиноземом бокситов и бокситоносных глин при высоких температурах и давлениях. Цвет кианита голубой или синий, иногда зеленый с желтизной. Для кристаллов кианита характерна анизотропия твердости. Плотность кианита существенно выше плотностей андалузита и силлиманита. Все эти минералы после обжига превращаются в муллит.

Муллит (3Al203-2Si02) обнаружен в обожженной глине. В последнее время к гидратам глинозема добавляют глину с небольшим содержанием примесей и с помощью обжига получают синтетический муллит, в котором содержание А1203 можно свободно регулировать. Гидраты глинозема (А1203-ЗН20), получаемые способом Байера, представляют собой белые кристаллы, называемые гиббситом илистых кирпичей гидраргиллитом. В качестве глинистой связки к ним подмешивают японскую пластичную глину хорошего качества или каолин, добываемый в Ю. Корее. Количество добавок регулируется в зависимости от содержания А1а03 в синтетическом муллите.

Обожженный, активированный и электроплавленый глиноземы используются в качестве компонентов огнеупорных смесей, о чем говорилось выше.

Между способами получения высокоглиноземистых и шамотных изделий нет больших различий. Но высокоглиноземистая масса менее пластична, чем обычная шамотная, это учитывают при приготовлении мелкого порошка, выборе связок, формовании под давлением. Есть также разница в условиях обжига [например, в данном случае температура процесса выше

Высокоглиноземистые изделия по сравнению с шамотными имеют следующие преимущества: более высокую огнеупорность, повышенную термическую прочность и температуру начала деформации под нагрузкой, малый коэффициент деформации при высокой температуре, большую объемную стабильность при высокой температуре, высокую удельную теплопроводность, большую устойчивость к различным шлакам  .

В связи с возможным ослаблением устойчивости к растрескиванию в процессе производства принимают ряд мер, улучшающих качество готовой продукции. Однако по термической стойкости высокоглиноземистые изделия уступают шамотным.

Раньше эти изделия относили к специальному классу. Сейчас они входят в группу обычных кислых огнеупоров и делятся на два вида: цирконовые (Zr02-Si02) и циркониевые (Zr02). Несмотря на временное сокращение производства этих огнеупоров  , ожидается, что они будут играть большую роль.

Огнеупоры на основе цирконового песка характеризуются сравнительно малым термическим расширением (~0,4 % до 1000 °С), в зависимости от зернистости и состава смеси обладают довольно большой устойчивостью к теплосменам, а также стойкостью к смачиванию жидкими металлами. Отсутствие взаимодействия между цирко- новыми огнеупорами и струей расплавленной стали имеет особое значение, поэтому из цирконе изготовляют стаканы и втулки (вставки в стаканы из других огнеупоров) для MHJI3, где крайне необходимо сохранять постоянство струи металла. Однако при >1680 °С происходит тепловое разложение циркона на ZrOa и Si02, что усложняет использование огнеупоров.

Цирконовые изделия, относящиеся к кислым огнеупорам, обладают превосходной коррозионной стойкостью, поэтому их с давних пор используют для футеровки стекловаренных печей, а также печей для плавки и рафинирования различных металлов. Однако за последнее десятилетие в связи с развитием сталеплавильного производства и непрерывной разливки цирконовые огнеупоры нашли особо широкое применение в этой области, например для изготовления сталеразливочных стаканов, трубок, стопорных устройств промежуточного ковша. Потребности в цирконовых изделиях продолжают расти. Сейчас их используют не только для футеровки ковшей при выплавке нержавеющих и специальных сталей, но и для футеровки разливочных ковшей при выплавке стали в крупных конверторах. Из цирконового песка готовят пескометную массу для набивки'стенок ковша. По потреблению сырьевого циркона Япония опережает другие страны. Австралия, откуда "Япония импортирует это сырье, на основании защиты природных ресурсов в несколько раз повысила цены на цирконовый песок. В связи с этим японские производители и потребители огнеупоров начали уклоняться от поставок, и расход циркона в 1975 г. снизился вдвое по сравнению с максимальным уровнем потребления в 1973 г. Однако считают, что в силу особо хороших свойств циркона он будет по-прежнему важен для потребителей огнеупоров.

Месторождения цирконового песка находятся в Австралии, США, Шри-Ланке, Малайзии, странах Африки, КНР. В Австралии цирконовый песок в основном находится в прибрежных районах. Минерал циркон принадлежит к тетрагональной системе, при нагревании, начиная с 1600 °С, постепенно разлагается без модификационных превращений. Чистый циркон плавится инконгруэнтно с образованием твердого раствора кремнезема в двуокиси циркония и жидкости. При 1750 °С происходит резкий распад на моноклинную двуокись циркония и кремнезем в аморфной форме. При < 1680 °С циркон стабилизируется, коэффициент его линейного расширения уменьшается, а стойкость к воздействию кислот увеличивается, благодаря чему его можно использовать в качестве огнеупорного материала. Расход циркона и его стоимость за последние годы указаны в табл. 92. В связи с нефтяным кризисом цены на циркон подскочили и его потребление сократилось. В последующие годы произошла вторичная стабилизация цен.

Циркон может поставляться в виде песка (с частицами величиной 300—100 мкм) и в виде муки (с частицами величиной <74 мкм). Одной из торговых марок муки является микропакс.

Производство цирконовых изделий включает приготовление смеси из цирконового песка с цирконовой мукой, помол смеси вместе с грубозернистой цирконовой массой (предварительно высушенной и обожженной). После просеивания вторично готовят смесь стандартной зернистости из цирконового песка с цирконовой мукой, которую после формования и сушки обжигают. Во время смешивания в качестве связки используют пластичную глину. Обычно температура обжига составляет 1400—1600 °С. Иногда обжиг ведут при ^1700 °С. Распространенный процесс. Для формования цирконовых изделий в основном используют прессы и оборудование для шликерного литья.

Цирконовые изделия плохо смачиваются жидким металлом и отличаются хорошей устойчивостью к растрескиванию. По отношению к стеклу так же, как и к расплаву металла, обладают хорошим сопротивлением против смачивания. Другая отличительная их черта — хорошая коррозионная (или шлако-) устойчивость. Сводная характеристика цирконовых огнеупоров приведена в табл. 94.

При правильном подборе сырья возможно получение цирконовых огнеупоров с плотной структурой. В последнее время стремятся к улучшению свойств огнеупоров расширенного состава, например системы А1203—Zr02—Si02. Огнеупоры с дополнительным компонентом обжигают при высокой температуре, приближенной к температуре разложения, например таких изделий, как электроплавленые. Уместно упомянуть об успешной разработке трудноизнашиваемого сталеразливочного стакана на основе чистой двуокиси циркония вместо плавленокварцевого, благодаря чему существенно облегчилась разливка разных марок сталей.

Улучшилось качество цирконовых электроплавленых и специально обожженных конструкционных изделий для стекловаренного производства, например подавателя, и печей для плавки стекловолокна. Дальнейшее развитие получили и другие технологические способы: изготовление изделий из —100 %-ного циркона, шликерное литье, производство зернистых прессовок. Разработаны высокосортные плотные цирконовые огнеупоры, обожженные при >1600 °С, с пористостью «2 %. Эти материалы зарекомендовали себя в качестве печных при плавке длинных стеклянных волокон в условиях прямого контакта с расплавом стекла.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Огнеупоры и их применение

 

Смотрите также:

 

Огнеупоры. Для кладки ковшей шамотные кирпичи и высокоглиноземистые...

проведенных специальных испытаний предлагает использовать для футеровки ковшей огнеупоры на основе А12О3 с добавками (до 22 %) MgO [Ю].

 

ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. Алюмосиликатные огнеупоры. Шамотные...

Кремнеземистые (динасовые) огнеупоры изготовляют из кварцевых пород (кварц, кварцит, кварцевый песок) с добавкой глины.

 

...материалы и изделия. Кремнеземистые динасовые огнеупоры....

Кремнеземистые (динасовые) огнеупоры получают из кварцевых пород (кварц, кварцит, кварцевый песок) с добавкой глины.

 

Шамотные огнеупоры. Изготовление легковесных шамотных огнеупоров...

Химический метод производства легковесных изделий мало распространен. ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. Алюмосиликатные огнеупоры.

 

ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ. Состав и свойства огнеупорных...

Состав и свойства огнеупорных изделий. Огнеупорами называются материалы и изделия, способные противостоять высокой температуре (от 1580°С и выше)...

 

Прочность и стойкость огнеупорных изделий

Предел прочности на сжатие огнеупоров определяется их структурой. Чем плотнее, мелкозернистее и однороднее структура огнеупорных изделий...

 

Химический состав огнеупорных изделий. По химическому составу...

Огнеупорность различных изделий зависит главным образом от химико-минерального состава и определяется в основном огнеупорностью исходного сырья. Огнеупоры.

 

ОГНЕУПОРНЫЙ КИРПИЧ. Кладка из огнеупорного кирпича шамотного...

Для кладки ковшей обычно использовали огнеупоры системы Al2O3-SiO2: шамотные кирпичи (63 % SiO2; 29 % А12О3) и высокоглиноземистые кирпичи из боксита...

 

Керамические материалы и изделия. Кирпич, черепица, огнеупоры

Керамические материалы и изделия получают из пластичной сырьевой массы путем ее формования, сушки и обжига при определенной температуре. Различают строительную и...

 

Высокоглиноземистые огнеупорные изделия - высокоглиноземистые...

Алюмосиликатные огнеупоры в зависимости от содержания SiO2 и А12О3 в обожженном продукте разделяют на три вида: полукислые, шамотные, высокоглиноземистые...

 

Последние добавления:

 

Древесные отходы   Производство древесноволокнистых плит   Материаловедение для столяров, плотников и паркетчиков  

Плотничьи работы Паркет      Деревянная мебель  Защитное лесоразведение  СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ   

Сушка и защита древесины     Сушка древесины 

 Древесноволокнистые плиты   Твердые сплавы   Бетон и железобетон  АРМАТУРНЫЕ И БЕТОННЫЕ РАБОТЫ