Классификация огнеупорных материалов

Огнеупорными называют строительные материалы, предна­значенные для сооружения тепловых устройств, в частности металлургических печей, и способные противостоять воздействию высоких температур и физико- химических про­цессов, протекающих в этих агрегатах.

По способу изготовления огнеупорные изделия делят на естественные (выпиливаемые из горных пород, например, тальковые) и искусственные (прессованные, трамбованные, литые и волокнистые). Литые изделия могут быть получе­ны отливкой из жидкого раствора (подобно литому бето­ну) или из расплавленных масс. Прессованные изделия из­готовляют обожженными (обжиговые) и необожженными (безобжиговые); последние подвергают обжигу в период разогрева печи и ее эксплуатации. Волокнистые изделия из­готовляют путем пропитки связующим раствором алюмосиликатной огнеупорной волокнистой массы, получая, таким путем, войлок, маты и плиты.

Качество огнеупоров определяется их способностью не разрушаться под действием высоких температур и физико-химических процессов, развивающихся в печах. В соответ­ствии с этим к изделиям из огнеупорных материалов предъявляются следующие требования: механическая прочность, особенно при рабочих температурах; способность противо­стоять резким изменениям температуры; сопротивляемость воздействию шлаков и газов; невысокая теплопроводность и теплоемкость при достаточной плотности; точные размеры и требуемая форма изделий, позволяющие осуществить вы­сококачественную кладку футеровки печей. Далеко не по­следним требованием является возможно более низкая сто­имость огнеупорных материалов.

Многочисленность и сложность выполнения этих, зача­стую, противоречивых требований обусловила создание большого числа различных огнеупорных и теплоизоляцион­ных материалов. Это вызывает необходимость их классифи­кации, в основу которой положен химико-минералогический состав материалов. Исходя из этого, наиболее широко при­меняемые в металлургии огнеупоры делят на кремнеземи­стые на основе SiО₂ (динасовые и кварцитовые изделия); алюмосиликатные на основе Аl₂Оз и SiО₂ (полукислые, ша­мотные и высокоглиноземистые); магнийсодержащие на основе MgO (магнезитовые, или периклазовые); магнезиально-известковые на основе MgO и СаО (магнезитодоломитовые или периклазоизвестковые и доломитовые); магнезиально-шпинелидные на основе MgO, и Сr₂O₃ и Аl₂О_а (магнезитохромитовые, хромомагнезитовые, периклазошпинелидные и шпинельные); магнезиально-силикатные на основе MgO и SiO₂ (периклазфорстеритовые и форстеритовые); цирконистые на основе ZrO₂ (циркониевые и цирконовые); углеродистые на основе С (углеродистые графитированные и глинистографитовые); карбидкремииевые на основе SiC (карборундовые и карбидкремнийсодержащие). Как видно из этого перечня, большинство промышлен­ных огнеупорных материалов имеет в своей основе тот или иной оксид. Тип оксида, служащего огнеупорной основой материала, позволяет отнести его к одной из трех катего­рий: кислый (Si0₂), нейтральный (Аl₂O₃) или основной (MgO).

Область применения огнеупорных материалов предъяв­ляет свои требования к ним. Например, свойства шамотного кирпича для доменных печей должны быть выше свойств

такого же кирпича, применяемого для термических и нагре­вательных печей. Огнеупорные изделия одинакового соста­ва заводы — изготовители классифицируют и маркируют по применению: мартеновские; ковшевые для футеровки ков­шей; насадочные для кладки насадок регенераторов и др.

Огнеупоры определенного целевого назначения часто называют припас, например, мартеновский припас, сталеразливочный припас и т. д.

Помимо изделий определенной формы, предназначен­ных для тех или иных устройств, все более широкое приме­нение находят монолитные футеровки требуемого состава, а также огнеупорные бетоны и обмазки.

В зависимости от формы и размеров различают огне­упоры простые (обычный кирпич, имеющий форму паралле­лепипеда); фасонные (рис. 64). Огнеупорные кирпичи изготовляют различных размеров. Например, размеры нормаль­ного кирпича составляют 230´ 113´ 65 мм, большеразмерного—250´ 123´ 65 мм, малоразмерного 170´ 113´ 65 мм и т. д.

Кроме обычных кирпичей, изготовляют крупные блоки в виде брусьев; например, размеры углеродистых блоков для доменных печей составляют по сечению от 150´ 150 до 500´ 500 мм, длиной до 3000 мм и более с массой свыше 1000 кг. Все огнеупорные изделия стандартизированы.