Свойства футеровочных материалов
Принимая к сведенью разные требования, предъявляемые к огнеупору в разных (территориях вагранки, и те свойства, которыми он обязан владеть для удовлетворения этих требований, мы можем заявить, что данный вопрос разрешается методом изучения химических и физических черт рыночных огнеупоров, имеющихся в распоряжении литейщика,
В случае если мы разглядим используемые огнеупорные материалы с химической точки -зрения, то мы можем поделить их на две группы: основные и кислые материалы . Кним обязан1 быть добавлен еще класс нейтральных в той либо другой степени материалов.
Магнезит, известняк и доломит — главные материалы, кремнеземы — кислый материал. Глинозем есть то главным, то кислым материалам, в зависимости от состава шлака.
В случае если шлак весьма кислый, то глинозем вступает в реакцию с главными соединениями, играя роль кислоты; «ели же шлак высоко-основной, то реакция глинозема обратная — она носит темперамент основания. Такие материалы носят название амфотерных.
Упомянутые материалы все способны образовывать последовательность химических соединений. Шлаки складываются из таких же химических соединений, окислов, как и все огнеупоры.
Главные материалы для футеровки вагранки не используются, не обращая внимания на их высокую огнеупорность, поскольку они не выдерживают резких колебаний температуры и слабо сопротивляются механическим действиям. Кислый материал в полной мере удовлетворяет требованиям, предъявляемым к нему при плавке в вагранке.
До недавнего времени кислый кирпич изготовлялся в основном из сырой огнеупорной глины и подвергался обжигу. Сырая глина, идущая на изготовление огнеупора, различается по физическим качествам к составу с учетом изюминок работы в вагранке.
Разнообразие этих факторов обусловливает несовпадение результатов наблюдений за работой огнеупора. По данной причине за последние пара лет замечается неспециализированная тенденция использовать для ремонта вагранок отличный шамотный кирпич.
Ввиду того что сейчас в состав футеровки для вагранок входили в основном глиноземистые материалы, коротко остановимся на их характеристике. Теоретический состав глины следующий: А1203 • Si02 • 2Н20 (каолин).
В качестве примесей глина постоянно содержит некое количество песчанистых материалов и разный процент полевого шпата — породы, плавящейся при относительно низких температурах. По одному составу глины нельзя судить о пластических либо огнеупорных особенностях ее.
Посторонние примеси в глине уменьшают ее пластичность (глина отощается); вольный кремнезем снижает усадку, а полевой шпат понижает точку плавления. Не считая этих факторов на степень усадки глины воздействует содержание в ней связанной воды, твердость и ряд других качеств технологического порядка.
В некоторых глинах приходится иметь дело с углеродистыми веществами, содержащимися в них в виде включений. Последние при обжиге глины выгорают и оставляют в ней пустоты — не сильный место в отношении сопротивления разъедающему действию шлаков.
Очень ключевую роль играется и величина зерна.
формовки кирпича и Методы изготовления предопределяют пригодность последнего. По общепринятой практике производства кирпича глина сперва обжигается и подвергается разделению до требуемых размеров зерна.
Таковой материал, именуемый порошком, смешивается с пластичной глиной чтобы получить массу, идущей на формовку кирпичей (блоков). Плотность кирпича зависит не только от метода подготовки материала перед обжигом, но и от величны влажности материала и зерна порошка.
Плотность кирпича кроме этого зависит от способа прессовки (ручная либо механическая). Предпочитают кирпич механической прессовки, лучший в плотности и отношении однородности.
Таблица 17
Сесгав глаз, используемых для футеровки вагранки (до обжига)
Недочёт его — крупнокристаллическая структура. Таковой кирпич был бы| хрупок, в него легко пробрались, бы кислые и главные шлаки. Наконец, он слабо сопротивлялся бы сжатию
Второй конечный состав — чистый кремнезем, отформованный в кирпич, имел бы точку плавления лишь 1710°; таковой кирпич будет владеть малым и плотной структурой коэфициентом расширения, но свойство вступать в реакции с главными шлаками делает его негодным для потребления в качестве) футеровки.
Огнеупор с 94% кремнезема имеет точку плавления лишь 1540°, без промежуточной фазы размягчения, но с высоким коэфициентом расширения и громадной свойством к откалыванию.
температура и Время обжига кирпича очень сильно воздействуют на уровень качества изделия. Чем выше температура, тем устойчивее кирпич при последующих повторных нагревах и тем больше он сопротивляется размягчению.
Совершенно верно так же, чем продолжительнее период Обжига, тем лучше, режим кирпича В условиях работы при большой температуре. По большому счету говоря, взять хороший кирпич очень тяжело, вот из-за чего производство его заслуживает особенного внимания.
На диаграмме Боузне и Грейга (Bowem a. Greig) представлены отношения между разными окислами, входящими в состав массы, идущей для того чтобы, и температура плавления. Диаграмма эта составлена для совершенной смеси, которая не содержит примесей, понижающих точку плавления смеси.
Для простоты рассуждений на приведенной диаграмме принято, что смесь складывается из глинозёма и кремнезёма. На оси абсцисс отложен состав, а на оси ординат температуры плавления.
Температура плавления чистого глинозема 2050°, а чистого кремнезема 1710°. Из всех вероятных смесей самая низкой температурой плавления владеет состав с 94% кремнезема, точка плавления его 1543° (отвечает на диаграмме точке D). Кривая
Рис. 27. Диаграмма плавкости Si02 — А1303 (Bowen и Greig).
ABDE представляет собой геометрическое место точек плавления всех вероятных соединений глинозема с кремнеземом. Выше данной температурной кривой смесь любого состава находйтся в расплавленном состоянии, а ниже (ее смесь находится либо в жёстком, либо же в пластичном состоянии, при котором она еще оказывает1 известное сопротивление трансформации формы под действием температуры и давления.
Для лучшего уяснения поведения огнеупора нужно пара отойти от теоретической диграммы и принять, что составляющие огнеупора являются не чистыми химическими соединениями (кремнезём и глинозём), а в той либо другой пропорции являются сложные соединения в жёсткой и полутвердой фазах. Так любая составная часть при трансформации температуры подвергается медленным внутренним химическим трансформациям в следствии химических реакций между этими составными частями, со рвением образовать эвтектику — муллит — и выделить свободную составляющую в массе эвтектики.
Так, в случае если кирпич из плавленого муллита, расплавляется при температурах выше его точки плавления и отливается, а после этого охлаждается так, дабы оказалась неотёсанная структура, он обнаруживает многие; из тех качеств, которых он него ожидают. Другие типы огнеупЬров не плавятся при обжиге, они просто образуют аггломерат и остекловываются (спекаются) с комплесными особенностями, являющимися в следствии частичной внузуенией перекристаллизации, которая происходит в обожженного кирпича в условиях его работы.
Критическая температура перехода в муллит в обожженном изделии равна 1100°, и не смотря на то, что все огнеупорные материалы находятся при данной температуре в жёстком состоянии, без сомнений, что это имеется подлинная критическая температура преобразования для всех огнепуорных смесей; тенденция переходить в муллит с выделением избытка одной из составляющих против теоретического состава муллита отмечается во всех глииоземисто-кремневши-стых составах.
Рыночные огнеупоры обжигаются при температурах, только мало превышающих температуру образования муллита. Так переход в эту модификацию осуществляется только в усло-виях большой температуры.
В то время, когда кирпич подвергается действию больших температур, на рабочей поверхности его начинается образование муллита. Данный процесс происходит прогрессивно.
В один момент происходит процесс образования и плавления многих шлаковых соединений, точка и вязкость плавления которых неспешно понижаются по мере удаления от рабочей поверхности кирпича.
Из изложенного возможно сделать следующие выводы.
1. В зоне плавления вагранку рекомендуется облицовывать высокосортным кирпичом (либо блоками). Эти материалы требуют умелых рук при их укладке, поскольку условия работы их в значительной степени зависят от количества и качества глины, приме-н, помой при данной операции.
Довольно часто, к примеру при ремонте/, берут через чур много глины при недостаточном количестве порошка, дабы уменьшить неизбежную усадку глины.
2. В горне возможно использовать лишь очень сильно обожженные глиняные блоки чтобы уменьшить все негативные влияния на металл и расширить сопротивление его резким термическим колебаниям.
При анализе кирпича, идущего на кладку в вагранке, только принципиально важно иметь в виду, дабы он содержал вероятно меньшее количество главных окислов и был свободен от окислов железа, как это достижимо в условиях производства. Эти как раз окислы и являются обстоятельством разрушения кирпича при соприкосновении его с шлаком и газами.
Точка плавления SK 30—31. Стандартное опробование на нагрузку 180 г/мм2 при 1350°.
Стандартное! опробование на повторный нагрев — в течение 5 часов при 1400°. Коэфициент расширения 1,05%. j
Опробование на раскалывание методом охлаждения в холодной воде с 1350° -— 8 % утрат по окончании 10 погружений.
Опробование на продольное сжатие (в холодном состоянии) 165 г/мм2. Модуль разрушения 775 г/мм2.
Пористость 22,7%. Удельный вес 2,58.
Кирпич указанного выше состава сопротивляется разъеданию, и стремительному охлаждению при заливании остатков и откидывании днища водой. Набойка (обмазка) для таковой облицовки должна быть приготовлена из 50% дроблёного кирпича и 50% огнеупорной глины.
При кладке кирпича в ва1раике необходимо использовать раствор цемента, причем кирпичи направляться погружать в раствор, а не накладывать цемент лопаткой. В противном случае говоря, швы между кирпичами должны быть вероятно уже для устранения излишнего вредного действия шлака в этом месте.
В случае если приведенный состав огнеупорной массы сравнить с приведенной диаграммой (рис. 27), то при средней температуре плавления состава из V3 кремнезёма и 2/3 глинозёма мы отыщем, что полученная температура плавления будет сходна с температурой плавления данного кирпича.
Исходя из этого можио ожидать, что поведение этого кирпича при образовании муллита будет в соответствии с данными диаграммы.
Весьма интересно сравнить сопротивляемость разных типов кирпича проникновению шлака. На рис.
28 продемонстрирована связь точки между состава и плавления огнеупора в отношении его способности сопротивляться проникновению в него металла и шлака.
В первом случае самые удовлетворительные результаты дает муллит либо эвтектический состав, а во втором каолин. В приведенном примере речь заходит о разъедании главным шлаком.
При кислого шлака воздействие было бы нейтральным, и результаты не имели бы никакого значения.
