Файл: Бельский В.И. Кладка промышленных печей и дымовых труб.pdf

ла на 1°С. Теплоемкость металла находится в пределах

ГОСТы, где подробно указаны свойства, которым дол­ жен отвечать каждый материал, а также его формы и размеры. Требования ГОСТ обязательны для заводов, выпускающих материалы, и для применяющих эти ма­ териалы организаций. Для материалов, на которые ГОСТ отсутствуют, выпускают ведомственные техниче­ ские условия.

Материалы, применяющиеся для кладки промышлен­

для кладки элементов печей, работающих при низких температурах (ниже 700°С); фундаментов, наружной облицовки печей, боровов, стен и сводов сушил.

К общестроительпым материалам относятся сталь, природные и искусственные каменные материалы.

Сталь в виде проката —двутавров, швеллеров, угол­ ков и листа — применяют для изготовления каркасов пе­ чей; в виде поковок или литья—для изготовления гарни­ туры, арматуры и механизмов печей.

Из естественных каменных материалов применяют, главным образом при устройстве бетонных или железо­

кусков твердых пород (гранита, песчаника, известняка). Величина кусков щебня колеблется от 5 до 80 мм. Со­ держание в нем фракций величиной менее 5 мм допу­ скается до 10%.

Г р а в и й (ГОСТ 8268—62) представляет собой мел­

41

кие обломки горных пород более или менее округлой формы размером от 5 до 40 мм. Объемная масса буто­ вого щебня и гравия 1400—1800 кг/м3.

Из искусственных каменных материалов применяют для строительства печей глиняный обыкновенный кир­ пич, кислотоупорный кирпич, бетон и железобетон.

К и р п и ч г л и н я н ы й о б ы к н о в е н н ы й (ГОСТ 530—71) готовят из размятой в глиномялках и впрессо­ ванной на специальных прессах глины. Полученный кир­ пич-сырец высушивают под навесами или в специальных сушилах, а затем обжигают в кольцевых или туннельных печах при температуре 900—1000° С. Хорошо обожжен­ ный кирпич имеет красный цвет и при ударе молотком издает чистый звук. Пережженный кирпич (железняк) очень плотен, темного цвета и плохо связывается с рас­ твором, в связи с чем его применяют главным образом для кладки фундаментов. Недожженный кирпич имеет светло-алый или сероватый цвет и при ударе издает глу­ хой звук.

Для кладки дымовых труб и элементов печей и боро­ вов, которые могут подвергаться увлажнению, кирпичнедожог не применяют.

Нормальный кирпич имеет размер 250X120X65 мм. Объемная масса его 1700—1900 кг/м3, масса около 3,6 кг. Кирпич выпускают пяти марок: 75, 100, 125, 150 и 200, соответствующих пределу прочности кирпича на сжатие.

Глиняный обыкновенный кирпич применяют для кладки дымовых труб и элементов печей и боровов, а так­ же обмуровки котлов в местах, подвергающихся воздей­ ствию температур не выше 700° С. Для кладки дымовых труб выпускают также кирпич специальной формы — лекальный.

Для футеровки дымовых труб, через которые удаля­ ются отходящие газы, содержащие пары кислоты, и раз­ личных химических аппаратов применяют кислотоупор­ ный кирпич (ГОСТ 474—61).

К и с л о т о у п о р н ы й к и р п и ч изготовляют из раз­ личных горных пород специальной обработкой с после­ дующей формовкой и обжигом в печах. Кирпич выпу­

4?

для устройства фундаментов под печи и дымовые трубы, опорные столбы и т. п.

Бетонами называют искусственные каменные мате­ риалы, полученные в результате затвердевания смеси це­ мента, воды, песка, щебня или гравия. В зависимости от механической прочности бетоны подразделяют на марки.

Механическая прочность бетона находится в преде­ лах 50—600 кгс/см2 и зависит от механической прочно­ сти щебня или гравия и от марки и количества цемента в смеси — чем выше марка цемента и больше его содер­ жание в смеси, тем больше механическая прочность бе­ тона. Бетон обладает малой прочностью на растяжение, поэтому его применяют главным образом для конструк­ ций, которые подвергаются только сжимающим усили­ ям. Для конструкций, которые подвергаются также и растягивающим усилиям, в бетон вводят арматуру.

В качестве арматуры применяют чаще всего круглую сталь в виде отдельных прутьев или сеток, сваренных из прутьев. Бетон хорошо схватывается со сталью и в ар­ мированных конструкциях бетон воспринимает сжимаю­ щие усилия, а арматура — растягивающие.

Армированный бетон называют ж е л е з о б е т о н о м . Объемная масса обычного бетона 1900—2000 кг/м3\

железобетона 2000—2200 кг/м3.

Обычные бетоны можно применять до температур

200—350° С.

8. Огнеупорные материалы

Огнеупорная кладка пода, стен, свода промышлен­ ных печей подвергается воздействию высоких темпера­ тур, резких колебаний температуры, истирающему действию твердых кусков руды и металла, химическому воздействию расплавленных материалов, а также уда­ рам, толчкам и т. п. Срок службы печи во многом зави­ сит от стойкости огнеупорной кладки, а последняя — от качества примененных огнеупорных материалов и каче­

Действию металла, шлака и газов в печах.

43

Основными свойствами, характеризующими качество огнеупорных материалов, являются: огнеупорность, тем­ пература начала деформации под нагрузкой, механиче­ ская прочность, шлакоустойчивость, термическая стой­ кость, постоянство объема при нагревании, пористость, объемная масса, теплопроводность и теплоемкость, пра­ вильность формы и размеров.

О г н е у п о р н о с т ь ю называют свойство материа­ лов противостоять действию высоких температур; она соответствует температуре размягчения материалов под влиянием собственной массы. В зависимости от огне­ упорности изделия подразделяют на огнеупорные, имею­ щие огнеупорность от 1580 до 1770° С включительно; высокоогнеупорные, имеющие огнеупорность выше 1770 до 2000° С; высшей огнеупорности, имеющие огнеупор­ ность выше 2000° С. Изделия с огнеупорностью ниже 1580° С, но не ниже 1300° С называют тугоплавкими.

На практике огнеупорные материалы начинают те­ рять свою форму под нагрузкой раньше температуры размягчения, поэтому принято определять стойкость ог­ неупоров при высокой температуре — т е м п е р а т у р о й н а ч а л а д е ф о р м а ц и и под н а г р у з к о й 2 кгс/см2, т. е. температурой, при которой начинается изменение формы кирпича под нагрузкой 2 кгс/см2. Про­ межуток между температурами начала деформации под нагрузкой и огнеупорностью для разных материалов различен.

Так, при примерно равной огнеупорности шамотных и динасовых изделий — 1710—1730°С температура на­ чала деформации у шамотных изделий около 1300° С, а у динасовых— 1650° С. В связи с этим при равной ог­ неупорности динасовые изделия можно применять для более высоких температур, чем шамотные.

М е х а н и ч е с к а я п р о ч н о с т ь огнеупорных изде­ лий от 150 до 1000 кгс/см2.

Ш л а к о у с т о й ч и в о с т ь ю называют способность огнеупорных материалов противостоять разъедающему действию расплавленных шлаков при высоких темпера­ турах. Разъедание происходит за счет химических реак­ ций между шлаками и огнеупорными изделиями, в ре­ зультате чего некоторая часть изделий переходит в жид­ кий шлак, и вымывания твердых частиц огнеупорных изделий движущимися струями шлака. Чем ближе хими­

44

ческий состав шлаков к химическому составу огнеупор­ ных материалов, тем меньше их шлакоразъедание.

Кислые шлаки более интенсивно разъедают основные огнеупорные материалы, а основные шлаки — кислые огнеупорные материалы. Поэтому в печах с кислыми шлаками применяют кислые огнеупорные материалы

ис основными шлаками —основные.

Ко с н о в н ы м огнеупорным материалам относятся:

магнезитовые, талько-магнезитовые, доломитовые, к к и с л ы м — динасовые, полукислые и шамотные. Хро­ митовые, углеродистые и другие огнеупорные материа­ лы,. почти одинаково относящиеся к действию и кислых и основных шлаков, называются н е й т р а л ь н ы м и .

Т е р м и ч е с к а я с т о й к о с т ь характеризуется способностью огнеупорного изделия выдерживать резкие колебания температуры без заметного разрушения. Тер­ мическую стойкость изделий определяют количеством водяных теплосмен, т. е. количеством попеременных на­ греваний до 1300° С и охлаждений в проточной воде до потери 20% массы первоначально взятого образца вследствие его растрескивания. Характерной особенно­ стью огнеупорных изделий является их дополнительная усадка или. рост при нагревании. Д о п о л н и т е л ь н а я у с а д к а шамотных, полукислых, доломитовых и маг­ незитовых изделий обусловливается изменением их структуры при нагревании выше температуры первона­ чального обжига. Рост динасовых изделий происходит вследствие перехода кварца из одного вида в другой (см. ниже).

Коэффициент линейного температурного расширения

1300°С шамотные изделия, получая дополнительный обжиг, сокращаются в объеме и дают дополнительную усадку на 0,3—1 %.

Динасовые изделия при нагревании помимо темпера­ турного расширения имеют дополнительный рост. В ка­ чественном динасе суммарное расширение (температурное+дополнительный рост) не должно превышать 1—1,5%, а дополнительный рост — 0,3—0,4%.

Полукислые изделия в большинстве случаев при тем­ пературе 1400—1450°С дают дополнительную усадку

45