Огнеупорные материалы
К огнеупорным материалам относятся такие керамические изделия, которые сохраняют свои механические свойства при высоких температурах и достаточно хорошо сопротивляются воздействию различных реагентов (газов, расплавленных шлаков и металлов). Они оцениваются следующими свойствами:
1. Огнеупорность – температура разложения изделий.
2. Механическая прочность.
3. Термическая устойчивость – сопротивление к резким перепадам температуры.
4. Химическая стойкость – стойкость к воздействию химических реагентов.
Огнеупорные изделия изготавливаются из смеси различных компонентов, которые не имеют определенной температуры плавления, т.к. переходят из твердого состояния в жидкое в интервале температур.
Сырьем для производства огнеупоров являются:
1. SiO2 – кремнезем.
В зависимости от температуры протекают следующие превращения
β-кварц α-кварц α-тридимит α-кристобалит жидкость
573 870 1470 ~1763
2. Al2O3 – глинозем.
Наиболее устойчивые модификации
α-Al2O3 γ-Al2O3 α-Al2O3 расплав
300-930 930-1200 2050
γ-Al2O3 – кубическая решётка
α-Al2O3 – ромбоэдрическая решётка
3. СаО, МgО.
Образуют различные химические соединения с SiO2, Al2O3 при высоких температурах типа хМеО•ySiO2(Al2O3).
I. Простые огнеупоры
Все простые огнеупорные материалы получают исходя из диаграмм SiO2–Al2O3 и SiO2–Al2O3–СаО
Муллит 3Al2O3•2SiO2 обладает высокой химической стойкостью и огнеупорностью (tпл = 1910°C).
Все простые огнеупорные материалы в соответствии с этими диаграммами делятся на следующие группы:
1. Динас SiO2 – 96%, Al2O3 – 2%, CaO – 2%, огнеупорность 1690–1720°C
2. Полукислые огнеупоры SiO2 – ~80%, Al2O3 – ~20%, огнеупорность 1630–1700°C
3. Шамот SiO2 – 60%, Al2O3 – 40%, огнеупорность 1600–1770°C
4. Высокоглинозёмистые огнеупоры SiO2 – 40%, Al2O3 – 60%
5. Плавленый муллит SiO2 – 28%, Al2O3 – 72%
6. Корундовые огнеупоры, огнеупорность >1950°C
7. Глинозёмный цемент SiO2 – 10%, Al2O3 – 50%, CaO – 40%
8. Известковые огнеупоры SiO2 – 22%, Al2O3 – 3%, CaO – 70%
9. Портландцемент SiO2 – 20%, Al2O3 – 10%, CaO – 70%
10. Основные шлаки
11. Кислые шлаки
Диаграмма в более простом варианте:
II. Магнезиальные огнеупоры.
Они представляют собой высокоогнеупорные материалы, содержащие не менее 90% MgO. При хорошей огнеупорности (до 1900–2000°C) они обладают низкой термостойкостью. Однако чистая переплавленная в электропечах MgO обладает высокой огнеупорностью (до 2800°C), высокой термостойкостью и химической стойкостью к расплавленным силикатам.
III. Специальные огнеупоры.
1. Хромо-магнезитовые (Cr2O3, MgO, SiO2), огнеупорность ~2000°C. Используют при кладке сводов мартеновских печей и тиглей для плавки металлов.
2. Углеродистые огнеупоры. Изготовлены из графита. В восстановительной среде выдерживают до 3500°C, не разъедаются шлаками и силикатами.
3. Карборунд – технический SiC, огнеупорность до 2500°C. Применяются для плавления кварца, изготовления нагревателей в электропечах.
4. Изделия из ZrO2, огнеупорность до 2000°C. Применяются тигли из ZrO2 для плавления кислых и щелочных расплавов.
5. Нитриды и карбиды некоторых элементов. Это особо огнеупорные материалы.
BN – | 3000°C | TaC+ZrC – | 3900°C |
TiC+TiN – | 3200°C | TaC+HgC – | 4200°C |
Дата добавления: 2015-06-17; просмотров: 1146;