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.

 Огнеупоры подразделяются на формованные (изделия) и неформованные (порошки, мертели и т. д.), также их классифицируют по следующим признакам:

• огнеупорность
• пористость
• химико-минеральный состав
• область применения

Классификация по огнеупорности

• огнеупорные (огнеупорность от 1580 до 1770 ° С)
• высокоогнеупорные (от 1770 до 2000 ° С)
• высшей огнеупорности (более 2000 ° С)

Классификация по пористости

• особоплотные (открытая пористость до 3 %)
• высокоплотные (открытая пористость от 3 до 10 %)
• плотные (открытая пористость от 10 до 16 %)
• уплотненные (открытая пористость от 16 до 20 %)
• среднеплотные (открытая пористость от 20 до 30 %)
• низкоплотные (пористость от 30 % до 45 %)
• высокопористые (общая пористость от 45 до 75 %)
• ультрапористые (общая пористость более 75 %)

Классификация по химико-минеральному составу

Следует различать кислые, нейтральные и основные огнеупоры. Более детальная классификация производится по их химическому составу:

• Кремнеземистые
• Алюмосиликатные
• Глиноземистые
• Глиноземоизвестковые
• Высокомагнезиальные
• Магнезиально-известковые
• Известковые
• Магнезиально-шпинелидные
• Магнезиально-силикатные
• Хромистые
• Цирконистые
• Оксидные
• Углеродистые
• Оксидоуглеродистые
• Карбидкремниевые
• Бескислородные

Область применения

 Огнеупоры имеют очень много областей применения, но всех их можно разбить на две основные группы, это огнеупоры (огнеупорные изделия, например, кирпич) общего назначения, и огнеупоры, спроектированные специально для какого-либо теплового агрегата.

 Периклазоуглеродистые огнеупоры [periclase (magnesite)-carbon refractories] — огнеупоры, изготавливающиеся из периклаз. порошка с добавлением 6—25 % природного или искусственного графита и органич. связки (напр., фенольной порошкообразной с этиленгли-колем или бакелита). Периклазоуглеродистые огнеупоры применяют для футеровки устройств для подачи газа снизу в конвертерах с комбинированной продувкой и ответств. участков стен мощных электродуговых печей; для шлак, пояса электродуг. печей и сталеразлив. ковшей, а также шиберных затворов;

 Углеродистые огнеупоры [carbon refractories] — огнеупоры, состоящие преимущественно из своб. углерода или содержащие углерод в качестве основного компонента. К углеродистым огнеупорам относят: угольные и графитир. блоки, изготовляемые из кокса и термоантрацита с каменноугольной смолой, пеком, битумом, антрац. маслом, обжигаемые при 1100—1450 °С; графитир. изделия из нефтяного кокса с графит. структурой и малым содержанием золы, получаемые обжигом при / > 2000 °С; пирографит — продукт разложения углеродсодержащего газа на нагретой поверхности и др. К углеродистым огнеупорам относят также углеродсодержащие огнеупоры, изготовляемые из графита, огнеупорной глины, шамота (в т.ч. высокоглиноземистого), корунда и т.п. Углеродистые огнеупоры отличаются высокой теплопроводностью, низким ТКЛР, хорошей стойкостью при взаимодействии с расплавами металлов и шлаками. Углеродистые огнеупоры применяют для футеровки нижнего строения домен, печей, электротермич. печей, агрегатов для плавки свинца, меди и др., а также для изготовления погружных стаканов, стопоров-моноблоков, вкладышей для изложниц, тиглей для плавки цветных металлов и др. Неформов. углеродистые огнеупоры из кокс, порошков на каменноуг. смоле применяют для заполнения швов кладки, углеродсодержащие — для футеровки желобов домен, печей и др.;

 Шамотные огнеупоры [fireclay refractories] — алюмосиликатные огнеупоры, содержащие, мае. %, 28-45 А12О3 и 50-70 SiO2. Технология производства формов. шамотных огнеупоров включает: обжиг глины (каолина) при 1300-1500 °С во вращ. или шахтных печах, измельчение полученного шамота, смешивание со связ. глиной и водой (иногда с добавлением других связывающих материалов), формование, сушку и обжиг при 1300—1400 °С. Ш. о. применяют для футеровки домен, печей, сталеразлив. ковшей, нагреват. и обжиг, печей, котельных топок и др., а тж. для изготовления сифонных изделий для разливки стали. Неформов. Шамотные огнеупоры изготовляют из измельченного шамота и связ. материалов и применяют в виде мертелей, набивных масс, порошков, заполнителей бетонов и др. при выполнении и ремонте огнеуп. футеровок разных тепловых агрегатов.