Огнеупорные материалы
Огнеупорные материалы — это материалы, применяемые для проведения металлургических процессов (плавка, отжиг, обжиг, испарение и дистилляция), конструирования печей, высокотемпературных агрегатов (реакторы, двигатели, конструкционные элементы и др).
Огнеупорные материалы отличаются повышенной прочностью при высоких температурах, химической инертностью. По составу огнеупорные материалы это керамические смеси тугоплавких оксидов, силикатов, карбидов, нитридов, боридов. В качестве огнеупорного материала применяется углерод (кокс, графит). В основном это неметаллические материалы, обладающие огнеупорностью не ниже 1580°C, применяются практически везде, где требуется ведение какого-либо процесса при высоких температурах.
Огнеупорные материалы применяют почти во всех отраслях промышленности. Поскольку огнеупоры играют служебную, вспомогательную роль, то на сегодняшний день не ставиться задача выпускать огнеупоров как можно больше, а ставится задача выпускать в необходимом количестве такие огнеупоры, расход которых на единицу основной продукции был бы наименьшим, и чтоб стоимость огнеупоров была экономически приемлемой.
Огнеупорные материалы должны выдерживать высокие температуры не расплавляясь, но и обладать комплексом других свойств и прежде всего, экономить тепло, быть хорошими теплоизоляторами (а в некоторых случаях быть проводником тепла), не разрушаться под действием химического и механического воздействия.
Большинство огнеупорных материалов выпускают в виде простых изделий типа прямоугольного параллелепипеда массой в несколько килограммов – это универсальная форма для выполнения кладки различной конфигурации.
Огнеупоры подразделяются на формованные (изделия) и неформованные (порошки, мертели и т. д.).
- Неформованные огнеупорные материалы производят в виде порошка, волокна, отдельных кусков небольших размеров или суспензий. В них добавляют компоненты минерального или органического происхождения. Примером неформованных огнеупоров могут служить порошки для изготовления огнеупорного бетона, мертели, торкрет-массы.
- Формованным огнеупорным материалам при изготовлении придают определенную форму. Их применяют для возведения печей и топок разного назначения, ядерных реакторов и других подобных объектов.
По виду термической обработки огнеупорные материалы могут быть безобжиговые и обожженные.
- Безобжиговые приобретают свои свойства, высыхая при температуре ниже 400 градусов по Цельсию. К ним относятся смолы, глины, жидкое стекло, керамические суспензии, эластомеры и шамот.
- Обожженные огнеупорные материалы предают термической обработке при температуре выше 600 градусов. Только после этого они приобретают свои свойства.
По химическому составу огнеупорные материалы бывают следующих типов:
- Алюмосиликатные
Содержат в своем составе А12О3. В зависимости от его процентного содержания они имеют разные свойства. Материалы с низким содержанием оксида алюминия редко применяются в производстве, но перспективны как изоляционный материал. А вот шамоты, в составе которых оксид алюминия присутствует в количестве от 28 до 45%, используют для футеровки производственных печей и топок. Если содержание А12О3 в огнеупорных материалах превышает 45%, то мы говорим о высокоглиноземистых огнеупорах. Их используют в металлургической промышленности.
- Цирконистые
Содержат в своем составе ZrO2. Часто они имеют волокнистую структуру и выпускаются в форме плит или блоков. Если содержания оксида циркония превышает 93%, то такие материалы называются динасовыми огнеупорами. Их применяют для строительства печей, используемых при производстве металла.
- Магнезиальные
Содержат в своем составе MgO. Они имеют высокие показатели огнестойкости и широко применяются в металлургической промышленности.
- Углеродистые