CC BY
5
Солижонов Х. С. старший преподаватель Ферганский политехнический институт
АНАЛИЗ ВИДОВ ОГНЕУПОРНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ
Аннотация. Большое значение в развитии производства керамического огнеупорного кирпича в нашей республике имеет использование местного сырья. В основу данной научной статьи положено производство жаропрочного огнеупорного керамического кирпича с использованием сырья в нашей стране.
Ключевые слова: корундовый, магнезиальный, доломитовый хромистый кварцевый или динасовый экзотермический синтез, связующее, огнеупорность, термостойкость, муллит, шамотного кирпича.
Solizhonov Kh.S. senior lecturer Fergana Polytechnic Institute
ANALYSIS OF TYPES OF REFRACTORY MATERIALS AND
PRODUCTS
Annotation. The use of local raw materials is of great importance in the development of the production of ceramic refractory bricks in our republic. This scientific article is based on the production of heat-resistant refractory ceramic bricks using raw materials in our country.
Key words: corundum, magnesium, dolomite chromium quartz or dinas exothermic synthesis, binder, fire resistance, heat resistance, mullite, fireclay brick.
Известны выдающиеся ученые-металлурги, металлофизики, физико-химики, керамисты, основополагающие работы которых заложили в 20 веке фундамент современной науки о материалах. В число этих исследователей необходимо отнести В.Г. Кудрюмова, В.Н. Гриднева, К.П. Бунина, М.П. Арбузова, разработавших теорию фазовых превращений в сталях и в сплавах; И.Н. Францевича, И.М. Федорченко- основателей современной науки о порошковых и композиционных материалах; А.С. Бережного, П.П. Будникова, С.Г. Тресвятского - основателей научной школы в области физикохимии оксидной керамики и силикатных материалов. Это далеко не полный перечень замечательных ученых, вклад которых современное материаловедение неоценим. С именем выдающегося ученого Г.В.Самсонова связана эпоха в становлении современного
материаловедения тугоплавких соединений, как фундамента новейших композиционных материалов и технологий.
Основной, так часто называют глиноземный шамотный кирпич, так как это наиболее давно производящийся, проверенный практикой вид штучной огнеупорной продукции. Немаловажным фактором является и стоимость его приобретения, обходящаяся заказчикам ниже других разновидностей этого огнеупора. Шамотный кирпич - это основной печной материал в гражданском строительстве, коммунальной инфраструктуре населенных пунктов, включая котельные, ТЭЦ [1.2.].
Углеродистый или графитовый, создаваемый на основе свободного углерода. Огнеупорность таких штучных изделий, получаемых при обжиге до 2000°С шихты из каменноугольной смолы с графитом, просто огромна -до 3500 °С, поэтому не удивительно что они востребованы для футеровки плавильных печей в металлургии, на предприятиях энергетики, включая АЭС [1.2.].
Кварцевый или динасовый, работающих до предельных температур эксплуатации шамотного кирпича-1730 °С. Их используют для футеровки промышленных отопительных агрегатов.
Корундовый (выдерживает температуру до -1750°) - применяют в установках, созданных для получения серной кислоты, печах с окислительной средой [2.].
Магнезиальный, выдерживающий длительный нагрев до 1900°, обладает высокой механической прочностью, в том числе к истиранию, поэтому широко используется в металлургии [2.].
Доломитовый получают обжигом смеси оксидов CaO, MgO. Он обладает огнеупорностью до 2300 °.
Хромистый, изготавливают из горной породы-хромита. Он инертен к кислой, щелочной среде, в том числе к воздействию шлаков, образующихся при варке металлических сплавов. Предельная температура эксплуатации -2180 °С.
Циркониевый - изготавливаемый из минерала бадделеита, с огнеупорностью до 2700 °.
Огнеупорные материалы -изделия на основе минерального сырья, отличающиеся способностью сохранять свои свойства в условиях эксплуатации при высоких температурах, и которые служат в качестве конструкционных материалов и защитных покрытий [1.2.3.].
Сырье для огнеупорных материалов -простые и сложные оксиды (например, SiO2, Al2Oз, MgO, ZrO2, MgO-SiO2), бескислородные соединения (например, графит, нитриды, карбиды, бориды, силициды), а также оксинитриды, оксикарбиды, сиалоны [1.2.3.].
Эксплуатационные свойства огнеупорных материалов определяются комплексом химических, физико-химических и механических свойств.
Основное свойство огнеупорных изделий - огнеупорность, т.е. способность изделия противостоять, не расплавляясь, действию высоких температур [4.5.]. Огнеупорность характеризуется температурой, при которой стандартный образец из материала в форме трехгранной усеченной пирамиды высотой 30 мм и сторонами оснований 8 и 2 мм (конус Зейгера) размягчается и деформируется так, что его вершина касается основания. Определенная таким образом температура обычно выше максимально допустимой температуры эксплуатации огнеупорных материалов. Различают:
❖ собственно огнеупорные материалы (огнеупорность 1580-1770 °С);
❖ высокоогнеупорные (1770-2000 °С);
❖ материалы высшей огнеупорности (выше 2000 °С). 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.
Средняя температура эксплуатации - это важная характеристика при выборе кирпича для аппаратов с длительным циклом эксплуатации
[6.7.8.9.10.11.12.13.14.16.].
Тепловая инерция-способность к быстрому нагреву, медленному
остыванию.
Теплоемкость-способность накапливать тепловую энергию для последующей передачи.
Классификация по форме:
❖ Прямые.
❖ Трапецеидальные, клиновидные, арочные -применяются для выкладки арочных проемов и сводов).
❖ Фасонные - нашли применение в отделочных работах.
❖ Подвесные - также идут на внутренние своды, но уже в мощных промышленных печах.
Со всеми существующими видами шамотного кирпича по форме и размерам можно ознакомиться в ГОСТ 8691-73 [6].
Назначение шамотного кирпича определяется по его маркировке:
-I- ША, ШБ, ШАК - универсальный материал, используемый, чаще всего, для кладки топок каминов и печей. Изделия этого типа характеризуются оптимальным соотношением цены и качества.
65
-I- ШКУ - кошевой кирпич, используются для футеровки чугуновозных ковшей. Наиболее известные марки ШКУ-32, 37, 39. [6.7.8.9.10.11.].
-I- ШУС, ШВ - отличается наиболее высокой теплоемкостью, благодаря чему применяется в основном для обмуровки стен конвективных шахт и газоходов парогенераторов. [6.7.8.9.10.11.].
4- ШАВ - назначение: футеровка вагранок.
4- ШПД - необходим для кладки доменных печей, горнов.
-I- ШК - используется преимущественно в коксохимическом производстве.
-I- ШЛ - легковесный материал для футеровки печей, работающих при температуре не выше 1300 °С.
-I- ШЦУ - торцевые двусторонние изделия, предназначенные для кладки вращающихся печей.
-I- ПВ и ПБ - предназначены в основном для возведения дымовых труб, барбекю и мангалов.
Следующие за буквой значения необходимы для разделения продукции по размерам. Например, прямое изделие Ш-5 имеют габариты 230x114x65, торцевое Ш-22-230х114х55, ребровое Ш-45-220х114х45 мм. [6.7.8.9.10.11.]._
Марка Размеры, мм Марка Размеры, мм
ША-5 230х114х65 ШБ-22 230х114х65/55
ША-6 230х114х40 ШБ-23 230х114х65/45
ША-8 250х124х65 ШБ-25 250х114х65/55
ШБ-5 230х114х65 ШБ-29, 30 300х150х65/55 (65/45)
ШБ-8 250х124х65 ША-22 230х114х65/55
ШЛ-5 230х114х65 ША-23 230х114х65/45
ШЛ-8 250х124х65 ША-25 230х114х65/45
ПБ-5 230х114х65 ША-29. ША-30 300x150x65/55
Сырьем для изготовления огнеупорных видов кирпичной продукции служат в основном горные породы с огнеупорностью не меньше 1580 °С, а также возвращенные в технологический процесс мелкоизмельченные бракованные изделия, неформованные материалы, отходы. [6.7.8.9.10.11.].
Использованные источники:
1. Залкин, И. Я. Огнеупоры и шлаки в металлургии / И. Я. Залкин, Ю. В. Троянкин. -М.: Металлургия, 1964. -288 с.
2. Мержанов, А. Г. Твердопламенное горение / А. Г. Мержанов. -Черноголовка: ИСМАН, 2000. -224 с.
3. Магнезиальные огнеупоры / под общ. ред. Л. Б. Хорошавина. -М.: Интермет Инжиниринг, 2001. -575 с.
4. Владимиров, В. С. Новое поколение теплозащитных и огнеупорных материалов. Ч. 1 / В. С. Владимиров, И. А. Карпухин, С. Е. Мойзис // По всей стране. -2002. -№ 8. -С. 14-17.
5. Владимиров, В. С. Новое поколение теплозащитных и огнеупорных материалов. Ч. 2 / В. С. Владимиров, И. А. Карпухин, С. Е. Мойзис // По всей стране. -2002. -№ 33. - С. 12-20.
