Огнеупоры и их применение

Раздел: Учебники

Основными сырьевыми материалами для производства пластичных огнеупорных масс являются огнеупорные наполнитель и глина. Для получения тех или иных свойств масс в соответствии с их назначением вносят органические или неорганические вяжущие вещества.

Пластичные огнеупорные массы предназначены для набивки футеровки поэтому от них требуется пластичность (вязкость). С этой целью в их состав должны входить высокопластичные огнеупорные глины. От наполнителя требуется достаточная термическая стабильность. Для этого используют термически обработанное сырье: обожженный и электроплавленый глинозем, шамот.

Способ производства пластичных огнеупорных масс. От размола до смешивания способ производства такой же, как и при производстве огнеупорных изделий. Последовательность технологического процесса показана на  104.

При изготовлении пластичных масс особое внимание обращают на образование хорошей удобоукладываемости и на способность к продолжительному складскому хранению. Пластичность проверяют, используя стандартные индексы удобоукладываемости.

После тщательного смешивания из приготовленной массы с помощью червячно- шнекового пресса формуют прямоугольные брикеты со сторонами 200—300 мм и толщиной 50 мм, удобные для последующей укладки. Готовые брикеты заворачивают в несколько полиэтиленовых пленок и складывают в ящик из гофрированного картона.

Основные свойства пластичных огнеупорных масс. Объемное изменение. Тенденция к объемному изменению, связанному с изменением температуры, зависит от дополнительного изменения размеров и коэффициента термического расширения во время нагрева.

Дополнительное йзменение размеров свидетельствует о росте (усадке) охлажденных пластичных масс, до этого нагретых в непросохшем состоянии до определенной температуры. У обычных шамотных пластичных масс эта величина отрицательна, т. е. происходит усадка.

На  105 приведена кривая усадки вследствие обезвоживания содержащейся глины, что характерно в начале нагрева. При последующем нагреве происходит расширение. Следовательно, расширение пластичных огнеупорных масс по сравнению с обожженными изделиями является положительной и, как правило, малой величиной. Затем при охлаждении, наоборот, происходит изменение кривой. В связи с этим коэффициент термического расширения почти такой же, что и у обожженных изделий соответствующего состава.

Прочность. Для определения прочности пластичные массы обычно испытывают на временное сопротивление при изгибе, которое является одним из важных факторов при составлении проектных расчетов. В большинстве случаев прочность определяют в холодном состоянии, после нагрева до определенной температуры и последующего охлаждения. Эта величина эффективна для сравнительной проверки прочностной характеристики различных пластичных масс. Но с производственной точки зрения необходимо знать свойства в горячем состоянии. На  106 показаны пределы прочности при изгибе пластичных огнеупорных масс в холодном (/) и горячем состояниях.

При нагреве пластичных масс до температуры >1300 °С происходит спекание, что обеспечивает прочность в холодном состоянии. Предел прочности в горячем состоянии (при 1100—1200 °С) несколько больше, чем в холодном состоянии. При температуре обжига > 1200 °С часть масс размягчается, поэтому прочность снижается. Таким образом, при высоких (>1200°С) температурах «холодная» и «горячая» прочности имеют совершенно противоположные тенденции.

Огнеупоры подвержены разъедающему воздействию различных расплавов и газов. Стойкость к коррозии у пластичных огнеупорных масс лучше, чем у других неформованных огнеупоров. Можно сказать, что они не уступают соответствующим огнеупорным изделиям.

Устойчивость к растрескиванию у пластичных огнеупорных масс гораздо лучше, чем у других огнеупоров. Объясняется это характером их эластичной структуры, которая у формованных и обожженных изделий довольно статична. Поэтому пластичными огнеупорными массами целесообразно футеровать стенки печей, работающих в условиях резкого изменения температуры.