Шамот

Шамот делают из смеси пластичной огнеупорной глины с отощающими веществами.

Глина состоит главным образом из водного алюмосиликата Аl2O3*2SiО2*2Н2О, называемого каолинитом. Важнейшим свойством глин является их пластичность во влажном состоянии. Более пластичные глины называются жирными, менее пластичные — тощими. Для уменьшения пластичности к глине добавляют отощающие вещества: кварц, измельченный бой кирпича, тощую или обожженную глину.

Пластичные глины содержат гигроскопическую и химически связанную воду. Гигроскопической называется вода, поглощаемая глиной из воздуха; содержание ее в зависимости от свойств глины изменяется от 2 до 20%.

Добавка воды до известного предела повышает пластичность глины, а затем снижает ее.

При сушке глина теряет пластичность, твердеет и уменьшается в объеме на 15—30%.

Огнеупорность глин достигает 1770° и зависит от их состава Добавка к глинам кварца понижает температуру их плавления, а добавка глинозема — повышает.

Содержание в глине CaO свыше 5% недопустимо, а присутствие 10% FeO делает глину непригодной в качестве металлургического огнеупора, так как резко снижает температуру ее плавления.

Нагревание до 900° приводит к распаду обезвоженного каолинита на глинозем и кремнезем. При температуре выше 930° эти минералы образуют молекулы муллита (3Аl2O3+2SiO2 = 3Al2O3*2SiO2), отличающегося высокой огнеупорностью и термостойкостью.

После описанного нагрева глина теряет способность быть пластичной при добавке воды и уменьшается в объеме; чем выше температура обжига, тем меньше пористость глины.

При достижении минимальной пористости глина приобретает механическую прочность, термостойкость и не дает усадки при нагревании.

Для уменьшения усадок, вызывающих растрескивание изделий, повышения их термостойкости и огнеупорности к жирным глинам добавляют огнеупорные, крупнозернистые и отощающие вещества.

Шамотные изделия по огнеупорности можно разделить на три класса, в пределах которых различают сорта. Шамотный кирпич содержит от 52 до 60% SiO2, от 30 до 42% Al2O3, до 2,5% Fe2O3 и до 1,5% CaO. Для высшего класса огнеупорность равна 1730°, а для низшего — 1580°. Под нагрузкой 2 кг/см2 деформация наступает уже при 1200—1400°, что является существенным недостатком шамотного кирпича. Удельный вес шамотных изделий колеблется от 2,5 до 2,7. К положительным качествам следует отнести довольно высокую термостойкость, достигающую 25 водяных теплоcмен. Шлакоустойчивость шамота невелика, но он прекрасно служит для кладки боровов, топок, регенераторов, сводов, стен нагревательных печей и других металлургических агрегатов, что и определило широкое его применение в металлургии.