Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Огнеупорные материалы применяемые в металлургии и их свойства

29.01.2019

Огнеупорные материалы применяют для устройства пространства плавильных и нагревательных печей, разливочных ковшей и различных других устройств, нагрев в которых достигает высоких температур. Поэтому огнеупорные материалы должны обладать целым рядом свойств.

Огнеупорностью, т. е. способностью противостоять действию высоких температур, не расплавляясь; тепловой стойкостью, т. е. способностью сохранять свое состояние при резких колебаниях температур (нагрев и охлаждение); механической прочностью при высоких температурах, обеспечивающей сохранение размеров и конструкции печи; химической стойкостью, т. е. способностью сопротивляться действию металлов, шлаков и печных газов при высоких температурах; постоянством объема, так как уменьшение или увеличение объема огнеупорного материала может вывести печь из строя.

Потребление огнеупорных материалов в производстве составляет значительную часть расхода, поэтому они должны быть дешевыми.

По видам огнеупорные материалы разделяются на порошки, кирпичи и фасонные огнеупорные изделия.

По химическим свойствам огнеупорные материалы разделяются на несколько групп: кислые, полукислые, основные, полуосновные и нейтральные.

К кислым огнеупорным материалам относятся материалы с явно выраженными кислотными свойствами — динасовый кирпич, кварцитовый порошок и кварцевый песок. Динасовый кирпич изготовляется из природных кварцевых материалов: кварцитов, кварца, кварцевых песков, содержащих в своем составе 92—96% SiO2.

Во время обжига динасового кирпича при температуре 1450—1470° С примеси Al2O3, Fe2O3, CaO и др., входящие в состав материала, флюсуются и связывают кварцевые зерна. Температура плавления динасового кирпича 1690—1830° С, размягчения — 1550—1690° С. Динасовый кирпич применяют для кладки кислых мартеновских и электродуговых печей, сводов основных мартеновских и электродуговых печей и для футеровки конвертеров.

Кварцитовый порошок и кварцевый песок используют для ремонта плавильных печей и наварки подов.

К полукислым материалам относится кирпич, изготовленный из кварцево-глинистого материала, содержащего кремнезема 65% и больше, глинозема около 30%. Наиболее распространенным и дешевым огнеупорным материалом, имеющим слабо выраженные основные и кислые свойства, является шамот.

Из него изготовляют кирпичи и фасонные огнеупорные изделия. Химический состав шамотных кирпичей, примерно следующий: 50—60% SiO2, от 30 до 42% Al2O3 и 1,5—3% Fe2O3. Шамотные кирпичи обжигают при температуре 1200—1400° С. Чем выше содержание глинозема в шамоте, тем лучше его качество.

По огнеупорности шамотный кирпич делится на классы:

Шамот несколько уменьшает свой объем при нагревании. Термическая устойчивость шамотного кирпича выше, чем магнезита и динаса.

Шамотный кирпич применяют для кладки доменных печей, футеровки вагранок, воздухонагревателей, различных ковшей и других устройств. Фасонные шамотные изделия применяются при разливке стали. Стоимость его ниже динасового кирпича.

Основные огнеупорные материалы с ярко выраженными основными свойствами изготавливаются из обожженного магнезита. Применяют их обычно в виде магнезитового кирпича и порошка.

Магнезитовый кирпич содержит 91—94% MgO, 1,5—2,8% SiO2, 2—3% Fe2O3, 1,0—2,0% CaO, 0,5—1,8% Al2O3.

Обжиг кирпича производится при температуре 1600—1620° С. Магнезитовый кирпич и порошок имеют температуру плавления свыше 2000° С и применяются для кладки подов и стен мартеновских и электродуговых печей и основных вагранок. Порошки применяются для ремонта и наварки подов в металлургических печах. Магнезитовый кирпич плохо переносит переменные температуры, он изменяет свой объем и разрушается. Поэтому для выкладки сводов печей его не примеряют.

Доломит используют главным образом в виде порошков для наварки и ремонта подов сталеплавильных печей. Доломитовый порошок получают обжигом природного доломита (CaCO3*MgCO3) при температурах 1550—1570°С. При обжиге CaCO3 и MgCO3 распадаются на CaO, MgO и CO2. Получается состав порошка с содержанием 52—58% CaO, 35—38% MgO с наличием примеси в виде Al2O3, SiO2, Fe2O3 и др.

Для изготовления кирпича из доломитового порошка в виде связующей добавки применяют каменноугольную смолу в количестве 12—14%. Смесь порошка и смолы прессуют в горячем состоянии при давлении 450 атм. Огнеупорность доломита 1800—1950° С.

Хромомагнезитовый кирпич изготовляется из смеси хромистого железняка и магнезита. Кирпич содержит около 35% Cr2O3, 25% MgO, 4% CaO, 28% Al2O3+Fe2O3 и 6% SiO2. Температура плавления кирпича 2000° С. Такой кирпич хорошо переносит резкие температурные колебания и применяется для кладки сводов сталеплавильных печей.

Нейтральные огнеупорные материалы со свойствами амфотерных окислов используются для изоляции кислых сводов от основных стенок в мартеновских и электродуговых печах.

К нейтральным огнеупорным материалам относится хромистый кирпич, изготовленный из природного хромита или хромистого железняка, являющегося в чистом виде соединением FeO*Cr2O3.

Кирпич изготовляют из материала, в состав которого входит 85% хромита, 9% обожженного магнезита и 6% глинозема. Обжиг кирпича производят при температуре 1450° С. Хромистый кирпич содержит до 65% Cr2O3, температура его плавления выше 2000° С.

Кроме указанных огнеупоров, применяют углеродсодержащие огнеупорные материалы. На эти материалы не действуют щелочи и кислоты. В состав таких огнеупоров входит до 90% углерода. Из них изготовляют угольные блоки для выкладки горнов доменных печей и вагранок, и графитовые электроды, тигли для плавки металла, пробки и стаканчики для разливочных ковшей.

Изоляционные материалы. Для уменьшения тепловых потерь в плавильных печах и нагревательных устройствах используют теплоизоляционные материалы в виде кирпичей, порошков и листов.

Теплоизоляционный кирпич изготовляют из диатомита или кизельгура (гидратной формы кремнезема), глины, асбеста, вермикулита (тип слюды). Хорошим теплоизолятором является пористый легковесный кирпич — шамотный и каолиновый.

В качестве теплоизоляционных порошков используют диатомит, инфузорную землю и порошкообразный асбест. В виде листового материала используют листовой асбест.

Теплоизоляционные материалы прокладывают между кожухом и кладкой в плавильных печах и нагревательных устройствах. Использование теплоизоляционных материалов приводит к уменьшению потерь тепла, т. е. к повышению производительности печи.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: