Технология и служба огнеупоров

Введение

Огнеупорными называются материалы которые могут в течение длительного времени при температуре свыше 1800⁰К сохранять механическую прочность и форму.
Огнеупорные изделия являются наиболее дорогостоящими и важнейшими из материалов, применяемых в печестроении. Они используются при сооружении рабочего пространства печи и других частей печного агрегата, работающих в условиях высоких температур и воздействия агрессивных сред (газов, окалины, расплавов и т.д.).
От качества огнеупоров и их разрешающих способностей во многом зависит развитие металлургии, длительность работы печей, их технико-экономические показатели.
Огнеупорные материалы должны обладать следующими основными свойствами: высокой огнеупорностью (не ниже 1850⁰К); высокой механической прочностью при температуре выше 1300⁰К; способностью переносить температурные колебания не разрушаясь; химической стойкостью по отношению к компонентам металлургических процессов; постоянством форм и объема при нагревании; необходимыми физическими свойствами - пористостью, плотностью, теплоемкостью, теплопроводностью, электропроводностью.


1 КЛАССИФИКАЦИЯ ОГНЕУПОРОВ
1.1 Классификация по химико-минералогическому составу

Огнеупоры классифицируются по химико-минералогическому составу на типы и группы, представленных в таблицах 1.1.1 – 1.1.9.

Табл. 1.1.1 – Кремнеземистые огнеупоры


Табл. 1.1.2 – Алюмосиликатные и глиноземистые


Табл. 1.1.3 - Высокомагнезиальные, магнезиальносиликатные и магнезиальношпинелидные огнеупоры


Табл. 1.1.4 – Хромистые огнеупоры


Табл. 1.1.5 - Магнезиальноизвестковые, глиноземоизвестковые и известковые огнеупоры


Табл. 1.1.6 – Карбидкремниевые огнеупоры


Табл. 1.1.7 - Углеродистые и оксидоуглеродистые огнеупоры


Табл. 1.1.8 - Цирконистые огнеупоры


Таблица 1.1.9 - Оксидные, кислородсодержащие и бескислородные огнеупоры


1.2 Классификация огнеупоров по химическим свойствам

В зависимости от химических свойств огнеупорные материалы разделяются на три вида - кислые, нейтральные и основные.
В основу такого деления, положена способность огнеупорных изделий при высокой температуре вступать в реакцию с кислыми, основными или нейтральными химическими соединениями.
Так, например, кислые огнеупоры нельзя использовать в зоне, где находится основной шлак или стены которой подвергаются воздействию газов, содержащих основные химические соединения и пыль. Иными словами, в печах с окислительной атмосферой или кислыми шлаками необходимо использовать кислые огнеупоры, а в печах с основным технологическим процессом – основные. На практике строго выдерживать этот принцип не удается, прежде всего, из-за сложного химизма металлургических процессов. Однако такой способ разделения огнеупоров удобен, так как подчеркивает связь между химическим составом огнеупора и его свойствами.
Главным компонентом кислых огнеупоров является свободный кремнезем. Огнеупором с самой высокой кислотностью является динас

. К кислым огнеупорам относятся также цирконовые и карбидкремниевые изделия, являющиеся кислыми огнеупорами специального назначения. Близко к кислым по своим свойствам располагаются полукислые огнеупоры.
Строго нейтральных огнеупоров не существует, однако к нейтральным, относят высокоглиноземистые и углеродистые.
Главными компонентами основных огнеупоров являются оксиды магния и кальция. К основным огнеупорам относятся магнезиальные и хромопериклазовые изделия. Шамотные изделия используются и в кислых, и в нейтральных средах, а иногда и в основных Связано это не со свойствами огнеупоров, а с их относительно низкой стоимостью.

1.3 Классификация огнеупоров по пористости

Классификация огнеупоров по пористости представлена в таблице 1.3.

Табл. 1.3 – Классификация огнеупоров по пористости


1.4 Классификация огнеупоров в зависимости от способа формования

Полусухого прессования - прессование полусухой порошкообразной огнеупорной формовочной массы (в том числе изготовленной из плавленых материалов);
Пластического формования - формование пластичной огнеупорной формовочной массы;
Горячепрессованные - огнеупорное изделие, изготовленное из огнеупорной формовочной массы, подвергнутое термической обработке в процессе прессования;
Литые - огнеупорное изделие, изготовленное из огнеупорной формовочной массы, находящейся в жидкотекучем состоянии, методом шликерного литья или литья под давлением;
Плавленолитые - огнеупорное изделие, получаемое при твердении расплава, залитого в форму, при его охлаждении;
Вибролитые, в том числе бетонные - огнеупорное изделие, изготовленное из огнеупорной формовочной массы, в том числе бетонной, под воздействием механических колебаний;
Пиленые - огнеупорное изделие, изготовленное из естественных горных пород или предварительно изготовленных блоков с использованием режущего инструмента;
Трамбованные - огнеупорное изделие, изготовленное из огнеупорной формовочной массы, в том числе бетонной, под воздействием многократных ударов по ее поверхности.


1.5 Классификация огнеупоров по способу упрочнения

В зависимости от способов упрочнения огнеупорные изделия подразделяются на:
бетонные, состоящие из огнеупорного заполнителя, связки (гидрагационной или химической) и добавок, приобретающие заданные свойства при твердении в условиях нормальной температуры или нагрева не выше 900⁰К (это бетонные блоки);
безобжиговые, приобретающие заданные свойства при сушке или коксовании при температуре не выше 900⁰К;
обожженные, подвергнутые спеканию в процессе обжига;
горячепрессованные, подвергнутые спеканию в процессе прессования.


1.6 Классификация огнеупоров по форме

В зависимости от формы, размеров и массы, огнеупорные изделия подразделяются следующим образом:
прямоугольные, в том числе нормальный кирпич с размерами 230х114х64(65) мм или 230х114х76(75) мм;
фасонные простой, сложной и особо сложной конфигурации с учетом габаритных размеров, массы, толщины прессования, формы, наличия элементов сложности (пазов, шунтов, углублений, сквозных отверстий постоянного и переменного сечений, непрямых двугранных и плоских углов, криволинейных поверхностей, числа граней больше шести и т.п.);
рулонные, листовые;
длинномерные - длиной свыше 450 мм;
мелкоштучные - массой не более 2 кг;
блочные - массой свыше 25 до 1000 кг включительно.;
крупноблочные массой свыше 1000 кг.


1.7 Классификация неформованных огнеупоров по специальным признакам

В зависимости от назначения группы неформованных упоров приведены в таблице 1.7.1.

Табл