![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
ОгнеупорыСтр 1 из 7Следующая ⇒
1. Классификация огнеупорных материалов. Огнеупоры - материалы и изделия, изготовленные преимущественно из минерального сырья и имеющие огнеупорность > 1580°С. Производство огнеупоров возникло в связи с развитием металлургии, а по мере распространения тепловых агрегатов различного назначения стало одной из важных отраслей во всех развитых странах. Создание современной, огнеупорной промышленности в России относится к периоду 1929 - 1940 гг. Огнеупоры изготовляются в виде изделий (кирпичи, фасонные и крупноблочные изделия) и неформованных материалов (порошки, массы, смеси для бетонов). По химико-минеральному составу огнеупоры делят на типы (кремнеземистые, алюмосиликатные, глиноземистые, глиноземоизвестковые, магнезиальные, известковые, хромистые, цирконистые, оксидные, углеродистые, карбидкремниевые и бескислородные), на типы на группы. При композиционном составе в наименовании огнеупоров на первое место ставится преобладающий компонент (например, периклазохромитовые и хромитопериклазовые). По огнеупорности огнеупоры делят на огнеупорные (1580 - 1770°С), высокоогнеупорные (свыше 1770, до 2000°С) и высшей огнеупорности (свыше 2000°С). По величине открытой пористости (%) различают огнеупоры особоплотные (до 3 включительно), высокоплотные (свыше 3 до 10 включительно), плотные (свыше 10 до 16 включительно), уплотненные (свыше 16 до 20 включительно), среднеплотные (свыше 20 до 30 включительно), низкоплотные (свыше 30); при общей пористости свыше 45% огнеупоры называются теплоизоляционными (легковесными), к которым относят и волокнистые огнеупоры. Огнеупоры могут быть общего назначения и для определения тепловых агрегатов и устройств, например, доменные, для сталеразливных ковшей и т.д., что указывается в нормативно-технической документации. Для изготовления огнеупоров используют разнообразные технологии, процессы. Преобладающей является технология, включающая предварительную, тепловую обработку и измельчение компонентов, приготовление шихт с добавлением пластифицированных составляющих, формование из них изделий прессованием на механических и гидравлических прессах или экструзией с последующей допрессовкой или литьем, обжиг в туннельных, реже в периодических и газокамерных печах для получения заданных свойств материала. Изготавливают также безобжиговые огнеупоры. Для неформованных огнеупоров процесс завершается измельчением и смешиванием компонентов.
2. Рабочие свойства огнеупорных материалов. Важнейшим свойством является огнеупорность т.е. способность выдерживать без нагрузки воздействие высоких температур (более 1580oС) не расплавляясь.Определяется она путем сравнения поведения испытуемого и стандартного образцов при нагревании по определенному скоростному режиму. Пористость огнеупоров. Поры могут быть открытыми и закрытыми. Различают общую, кажущуюся и закрытую пористость. Общая пористость определяется как отношение объема всех пор к объему изделия. Кажущаяся пористость – как отношение открытых пор к объему изделия. Закрытая пористость – как отношение объема закрытых пор к объему изделия.Пористость некоторых огнеупорных изделий имеет такие значения (%): динас - 20-25; шамот - 24-30; высокоглиноземистые огнеупоры - 10-30; периклазовые огнеупоры - < 25; периклазо-хромитовые огнеупоры - < 23. Механическая прочность при комнатной температуре характеризуется хрупким разрушением при сжатии. В качестве показателя используется предел прочности при сжатии
3. Служба огнеупоров. Условия службы огнеупоров в зонах печи заметно различаются. В подавляющем большинстве случаев продолжительность кампании футеровки зависит от стойкости огнеупоров в зоне обжига, в которой условия эксплуатации наиболее тяжелые. На футеровку в этой зоне действуют высокие температуры, достигающие 1750 - 1780 С, и температурный градиент в огнеупоре; химическое взаимодействие с обжигаемым материалом; значительные механические нагрузки, возникающие в замкнутой кольцевой кладке за счет термического расширения футеровки; механический и абразивный износы под действием движущегося материала и др. Эти факторы условно разделены на три группы: термические, механические и химические, которые неодинаково влияют на огнеупоры в зависимости от участка печи. Необходимость нормирования свойств огнеупоров в зависимости от назначения определяется различными условиями их службы. Кроме высокой температуры в различных тепловых агрегатах, огнеупоры подвергаются воздействию других факторов.В ряде случаев огнеупоры испытывают действие резких изменений температуры, расплавленных металлов и шлаков, горячих газов со значительным содержанием пыли, истирающее действие твердых кусков руды, топлива и т. п. Ковшовый кирпич и стопорные трубки испытывают воздействие одних и тех же разрушающих факторов. Однако в условиях их службы имеется значительная разница. Ковшовый кирпич зажат соседними кирпичами со всех сторон за исключением одной, которая и подвергается резкому неоднократному нагреванию горячим металлом и шлаком и последующему свободному охлаждению на воздухе. Ковшовый кирпич служит в течение разливки нескольких плавок — до износа. Стопорные трубки испытывают действие разрушающих факторов по всей наружной поверхности за исключением торцовых сторон, которыми они примыкают друг к другу. Стопорная трубка служит один раз в течение наполнения ковша сталью и разливки ее по изложницам, т. е. 1-2 часа. Помимо теплового удара и действия высокой температуры, обусловленных соприкосновением с расплавленной сталью, ковшовый кирпич и стопорные трубки подвергаются воздействию расплавленных шлаков, которые разъедают соприкасающиеся с ними поверхности этих изделий. Динасовый кирпич в своде мартеновской печи служит в течение 3-4 месяцев. Он часто нагревается выше предельно допустимой температуры, что вызывает его интенсивное оплавление и преждевременный износ свода. Нагрев свода выше допустимой температуры называют поджогом.Динас хорошего качества при поджогах вытягивается в тонкие нити, что является своеобразным сигналом о необходимости уменьшения количества подаваемого в печь топлива. Для ускорения сталеплавильных процессов часто необходимо развить в плавильном пространстве мартеновской печи температуру, значительно превышающую огнеупорность динаса.В верхней и средней части шахты кирпич не испытывает нагревания до высоких температур.Помимо высокой температуры, в заплечиках и горне кирпич истирается полутвердыми шихтовыми материалами, коксом, подвергается действию расплавленных чугуна и шлака. В лещади доменной печи огнеупор в течение длительного времени, исчисляемого годами, находится под действием расплавленного чугуна.Неоднородность кирпича или утолщенная шовность кладки лещади, вызванная колебанием размеров кирпича, может быть причиной преждевременного износа лещади и даже аварии — прорыва горна или лещади. В топках паровых котлов, в регенераторах мартеновских печей, помимо высокой периодически изменяющейся температуры, на огнеупорный кирпич действуют раскаленные частицы пыли, взвешенные в газах.
4. Волокнистые огнеупорные материалы (производство, свойства, применение). Сегодня материалами нового поколения по праву считаются волокнистые материалы. Сочетание изоляционных, огнеупорных и высокотемпературных свойств, низкая малоинерционность и теплопроводность позволяют применять их для футеровки почти всего термического оборудования вместо традиционных. В частности, такие материалы можно использовать в металлургии для футеровки установок восстановления железорудных печей нагрева металла и окатышей перед прокаткой; изоляции слоев газоходов установок для обжига руды; термоизоляции купола, воздуховодов и стен воздухонагревателей мартеновских печей и доменных печей; изоляции ковшей разлива метала, конвекторов и котлов-утилизаторов печей и т.п. На основе базальтовых и муллитокремнеземистых волокон с использованием высокотемпературных неорганических связующих осуществляется производство волокнистых материалов. Волокнистые материалы обладают такими свойствами: малой теплопроводностью и плотностью, высокой прочностью на изгиб и разрыв, трещиноустойчивостью, термостойкостью. В печах, которые работают не в полную загрузку (" рваный режим") и в термических печах периодического действия, где температуры печного пространства постоянно колебаются, применение волокнистых материалов наиболее эффективно. Благодаря низкой плотности и низкой теплопроводности волокнистых материалов массу футеровки печи можно уменьшить в несколько (до десяти) раз, это дает возможность за счет толщины футеровки уменьшить габариты печи. Как следствие, в несколько раз уменьшается теплота, которая аккумулируется во время разогрева, чем время разогрева печи резко сокращается, что позволяет эффективно использовать не только энергоресурсы, но и уменьшать непроизводительное время работы обслуживающего персонала и печи.
|