Вогнетривкі і теплоізоляційні матеріали

При виборі матеріалів для будівлі печей варто враховувати умови їхньої роботи в цих печах. Ці умови різні не тільки в різних печах, але й у різних частинах однієї і тієї ж печі.

Внутрішні поверхні печей піддаються впливу розпечених грубних газів, що несуть, як правило, велика кількість твердих часток пилу, що складаються зі шлаку, а іноді і палива. Подини і нижні частини плавильних печей піддаються також впливу рідкого металу і шлаку.

У плавильних печах температура внутрішньої поверхні стін і зводу може досягти 1700ºС і швидко падає до зовнішнього - до 150ºС. У нагрівальних печах внутрішня поверхня стін нагрівається до 1200-1400ºС, а зовнішніх - до 50-100ºС. У сушарках відповідні температури будуть 500-600ºС и 30-40ºС. Подини нагрівальних печей, крім того, піддаються механічному впливу виробів, що навантажуються, і хімічному впливу окислів, що обсипаються з металу і плавляться на подині.

При низькій температурі в камерах сушив температура в топках сушив і в каналах, що йде з топок у камери сушив, розвивається до 1500ºС. Фундаменти печей при нормальній роботі нагріваються не вище 70-100ºС.

При такій розмаїтості умов необхідно зробити вибір вогнетривких матеріалів з урахуванням технічних умов їхньої роботи і з урахуванням вартості. Технічними умовами є: температура в печі, необхідна міцність, стійкість проти впливу шлаків і т.д. З обліком цього і вартості з усіх вогнетривів на першому місці коштує шамот, потім магнезит, динас, хромомагнезит, графіт, карборунд, циркон.

1.Класифікація і властивості вогнетривких матеріалів

При спорудженні печей ливарного виробництва поряд зі звичайними будівельними матеріалами застосовують матеріали, призначені для роботи при високих температурах в умовах впливу розплавлених металів і шлаків і активних газових атмосфер. Це керамічні матеріали (вогнетривкі і теплоізоляційні), а також жаростійкі метали і сплави, використовувані для виготовлення вузлів і деталей, що працюють при високих температурах і несуть механічних навантаженнях.

Вогнетривкими називаються матеріали, здатні протистояти тривалому впливу високих температур (понад 1000ºС), тобто не окислятися, не розм'якшуватися і не руйнуватися при відповідних температурах.

Більшість вогнетривких матеріалів - це фізично складні і хімічно неоднорідні системи з кристалічною і склоподібною фазами. Кристали складаються з вогнетривких оксидів, таких як Аl2О3, SiО2, МqО і т.д., що мають високу температуру плавлення. У більшості вогнетривких матеріалів вогнетривкі кристали відділені друг від друга склоподібною фазою, однак у деяких матеріалах вони утворять кристалічний зросток.

Сутність виробництва більшості вогнетривких матеріалів полягає в перетворенні дрібної маси вихідних вогнетривких матеріалів у моноліт вогнетривкого виробу при температурах, більш низьких, чим температура плавлення основних вогнетривких складових вихідної маси.

Вогнетривкі матеріали поділяють на вироби, що мають визначену форму (цеглини, фасонні вироби великоблочні), і неформовані матеріали (порошки, маси, бетонні суміші, мартелі й ін.). Установлено 6 основних ознак класифікації вогнетривких матеріалів:

1) по хіміко-мінералогічному складі:

- кремнеземисті,

- алюмосилікатні (низько -, середньо - і високоглиняні),

- магнезіальні (магнезіально-вапняні, -шпинелидні, - силікатні),

- вуглецеві, карбидокремниєві, цирконисті, окісні і не кисневі.

2) по вогнетривкості:

- вогнетривкі (1580-1770?С),

- високовогнетривкі (1770-2000ºС),

- вищої вогнетривкості (св.2000ºС).

3) по щільності:

- особливо щільні (з відкритою пористістю до 3%),

- високощільні (3-10%),

- легковагі (45-85%),

- ультралегковагі (св.85%).

4) по способу формування:

- пластично-формовані, - гарячепресовані,

- сухо формовані, - плавлені-плавлені-литі,

- шликерно-литі, - литі.

- термопластично-пресовані,

5) по термічній обробці:

- випалювальні, - безвипалювальні.

6) за формою і розмірами:

- прямі і клинові нормальних розмірів,

- фасонні прості, складні й особливо складні,

- фасонні великоблочні масою понад 60 кг,

- спеціальні промислове і лабораторне призначення.