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

порядка 0,2—0,3%. Наибольший коэффициент темпера­ турного расширения имеют магнезитовые изделия — 0,000013—0,000014 при практическом отсутствии допол­ нительной усадки; наименьшим коэффициентом темпе­ ратурного расширения обладает карборунд.

П о р и с т о с т ь огнеупорных изделий обычно состав­ ляет от 18 до 30%, за исключением очень плотных плав­ леных изделий и талько-магнезитовых изделий, в кото­ рых она равняется всего 1—3%.

Т е п л о п р о в о д н о с т ь огнеупорных материалов изменяется в широких пределах от нескольких десятых

лется в пределах 0,84—1,68 кДж/ (кг-°С) [0,2—0,4 ккал/ / (кг-°С) ].

Огнеупорные изделия должны иметь правильную форму и точные размеры. Изделия неправильной формы

иразмеров требуют дополнительной затраты труда для доведения их до правильной формы и размеров, в связи с чем стандарты предусматривают максимально допу­ стимые отклонения размеров, а также допустимые кри­ визну поверхности изделия и величину отбитости углов

иребер изделия. Форму и размеры кирпича обозначают номером или маркой кирпича. Марку ставят на кирпиче при формовании на прессе.

Для кладки большинства элементов печей применя­ ют н о р м а л ь н ы й кирпич большого и малого размера,

прямой и клиновой. Более распространен кирпич мало­ го размера. Клиновый кирпич выпускают со с б а в к о м (разностью в толщине толстого и тонкого концов) как по торцу — т о р ц о в ы й клин, так и по ребру — р е б р о ­

(большой сбавок). Размеры прямого кирпича большого

46

огнеупорной глины или каолина. Так как огнеупор­ ные глины и каолины при сушке и обжиге дают боль­ шую усадку, вызывающую появление трещин и дефор­ мацию изделий, то шамотные изделия формуют из сме­ си сырой и обожженной огнеупорной глины (каолина). Обожженные до наименьшей усадки глину или каолин называют ша мо т о м . Добавка шамота уменьшает усадку изделий при сушке и обжиге. Содержание шамо­ та в смеси находится обычно в пределах 50—60%. Глав­ ными составными частями огнеупорных глин и каолинов являются глинозем А120 3 и кремнезем Si02. Остальные примеси составляют 1—3%. Наиболее вредными приме­ сями, снижающими огнеупорность изделий, являются окислы железа Fe20 3 и кальция СаО. Содержание глино­ зема в шамотных изделиях должно быть не менее 28% и может доходить до 45%; содержание Fe20 3 в хорошем шамоте не превышает 1 — 1,5%.

В зависимости от огнеупорности шамотные изделия общего назначения делятся на марки: ША — с огнеупор­

строительства печей, при сравнительно невысокой стои­ мости он хорошо выдерживает температуру до 1300— 1400° С, термически стоек и сравнительно шлакоустой­ чив. Объемная масса шамотного кирпича около 1800— 2000 кг/ж3; нормальный прямой кирпич большого размера имеет массу примерно 3,8 кг, малого размера —

3,2 кг.

Многошамотные изделия изготовляют из массы, со­ держащей 80—96% высокообожженного шамота и 4— 20% сырой огнеупорной глины. Для придания массе пластичности в нее добавляют 1—2% патоки или суль­ фитного щелока. Благодаря высокому содержанию в массе шамота многошамот при сушке и обжиге мало деформируется и изделия из него отличаются правильно­ стью формы. Многошамотные изделия обладают высо­ кой термостойкостью (порядка 50—100 теплосмен), ма­ лой пористостью (9—15%) и значительной механической прочностью (300—800 кгс/см2). Многошамотные изделия имеют высокую температуру начала деформации под нагрузкой— 1400—1490° С; огнеупорность их 1700— 1740° С. Многошамотные огнеупоры применяют главным образом при кладке доменных и стекловаренных печей

47

и печей со сложными фасонами, где строго требуется правильная форма изделий. Для рядовых кладок многошамот из-за высокой стоимости не применяют. Объем­ ная масса многошамотных изделий — 2000—2150 кг/м3

Высокоглиноземистые изделия (МРТУ 14-06-3—62).

Высокоглиноземистыми называют изделия с содержани­ ем глинозема А120 3 более 45%. Их изготовляют из тех­ нического глинозема, корунда или природных материа­ лов с высоким содержанием глинозема (андалузита, кианита и т. п.) путем обжига или отливки из расплава, Высокоглиноземистые изделия обладают высокой темпе­ ратурой начала деформации под нагрузкой, большой огнеупорностью и термостойкостью (за исключением плавленых изделий, имеющих низкую термостойкость).

Высокоглиноземистые изделия с содержанием глино­ зема более 55% обладают большой прочностью и почти не поддаются обработке кирочкой и резке обычным аб­ разивным диском. В последние годы высокоглиноземи­ стые изделия широко внедряют в кладку мартеновских, доменных и стекловаренных печей, а также других со­ оружений, требующих высокого качества огнеупоров. Объемная масса высокоглиноземистых изделий равняет­ ся 2300—2900 кг/м3 и увеличивается с увеличением со­ держания глинозема.

Тугоплавкий кирпич (ГОСТ 881—41) готовят из за­ грязненных огнеупорных глин с содержанием примесей более 6%, непригодных для изготовления огнеупорных изделий. Он имеет огнеупорность порядка 1300—1400° С и большую дополнительную усадку (1,3—1,6). Выпуска­ ется большого и малого нормального размера и приме­ няется для кладки элементов печей, паровых котлов и боровов, подверженных действию температур до

1000°С.

Динасовые изделия (ГОСТ 4157—69) изготовляют из кварцитов на известковой связке. Содержание крем­ незема Si02 в динасовых изделиях колеблется от 83 до 96% и доходит в специальных сортах до 98%. Темпера­ тура начала деформации у динасовых изделий близка к температуре размягчения, что позволяет применять его в печах с наиболее высокими температурами (стале­ плавильных, стекловаренных и т. п.). Недостатком дина­ са является перерождение в процессе обжига кремнезе­ ма из одной кристаллической формы в другую.

Так как различные формы кремнезема имеют различ­

48

ные плотности, то превращение кремнезема в процессе обжига сопровождается изменением плотности, а следо­ вательно, и объема, что влечет за собой появление тре­ щин и уменьшение механической прочности изделий.

Динасовые изделия по огнеупорности и физико-хими­ ческим свойствам подразделяют на марки: ДБУ — изде­ лия уплотненные с температурой начала деформации не ниже 1650°С; ДО-1— изделия обычные 1-й группы — не

кладки нагревательных печей, печей для обжига огне­ упоров и т. п. В связи с низкой термостойкостью динас в периодически работающих печах не применяют. Разо­ грев печей с динасовой кладкой необходимо производить осторожно, с учетом всех превращений содержащегося в динасе кварца, особенно до температуры 600° С, когда происходит превращение кварца с наиболее резким из­ менением объема. Нагрев выше 600° С можно выполнять довольно быстро, но не резко. Объемная масса динасо­ вых изделий 1800—1950 кг/м3.

Полукислые изделия (ГОСТ 4873—71). Полукислые огнеупоры содержат от 65 до 80% Si02 и 15—30% А120з. Их изготовляют из огнеупорных запесоченных глин. По­ лукислые изделия обладают хорошим постоянством объ­ ема, так как усадка глины при обжиге компенсируется увеличением объема кварца. Вследствие значительного содержания кремнезема температура деформации под нагрузкой полукислых огнеупоров несколько выше, чем у шамотных, они термостойки. В ряде случаев полукис­ лые изделия служат в печах дольше, чем шамотные, и их в последнее время широко применяют для кладки возду­ хонагревателей, насадки регенераторов, коксовых печей, вагранок, нагревательных и термических печей. Полу­ кислые изделия выпускают трех классов: А, Б и В. В зависимости от внешних признаков классы разбивают на два сорта.

Легковесные огнеупорные изделия (ГОСТ 5040—68)

получают путем включения в шихту добавок, создающих большую пористость изделий. Это древесные опилки, вы­ горающие во время обжига изделий и оставляющие после сгорания поры, или специальные пенообразующие веще­ ства, или перлит, увеличивающийся в объеме во время обжига в несколько раз и этим создающий поры.

Легковесные огнеупорные изделия выпускают ша­ мотные, каолиновые, динасовые и высокоглиноземистые объемной массой от 400 до 1300 кг/м3 и соответственно

щенной) футеровки печей; изделия с объемной массой ниже 800 кг/м3, как правило, защищают огнеупорной футеровкой.

Магнезитовые изделия (ГОСТ 4689—63) изготовляют из намертво (до полного спекания) обожженного или плавленого магнезита. Содержание окиси магния MgO в изделиях должно быть не меньше 91% и находится обычно в пределах 91—95%. Магнезитовый кирпич об­ ладает высокой огнеупорностью — порядка 2000° С и температурой начала деформации под нагрузкой око­ ло 1500°С.

Так как при деформации под нагрузкой он распада­ ется на отдельные куски, то магнезитовый кирпич не следует применять в сводах и арках. Термостойкость изделий, изготовленных из обожженного магнезита, обычно низкая, но может быть доведена в специальных изделиях до вполне удовлетворительной. Магнезит отли­ чается хорошей устойчивостью против воздействия ос­ новных шлаков, в связи с чем является незаменимым материалом для подин плавильных печей с основными шлаками (сталеплавильных, оловоплавильных и пр.).

Магнезитовые изделия в зависимости от механической прочности и внешних признаков разделяют на два сорта. Под действием влаги или водяного пара магнезит рассы­ пается, поэтому его следует хранить в сухих складах и предохранять магнезитовую кладку от увлажнения. Объемная масса магнезитовых изделий 2600 кг/м3.

Хромитовые изделия изготовляют из размолотого хромистого железняка с небольшим количеством доба­ вок (каустического магнезита, дунита и др.) с последую­ щим обжигом или из хромита на связке из глиноземисто­ го цемента без обжига. Содержание окиси хрома Сг20 3 в хромистых огнеупорах составляет около 30%. Хроми­ товый кирпич хорошо противостоит воздействию как

50

кислых, Так И основных шлаков и является нейтральным огнеупорным материалом. Термостойкость полученных путем обжига изделий обычно низкая, у безобжиговых изделий—хорошая. Температура начала деформации под нагрузкой лежит в пределах 1500—1600° С. Объем­ ная масса хромитовых изделий 2800—3200 кг/м3.

Хромомагнезитовые и магнезитохромитовые изделия

(ГОСТ 13998—68). Хромомагнезитовые изделия изготов­ ляют из хромита и обожженного намертво магнезита. В зависимости от способа производства хромомагнези­ товые изделия разделяются на обожженные хромомаг­ незитовые, безобжиговые хромомагнезитовые и магнезитохромитовые и обожженные термостойкие магнезито­ хромитовые. Содержание Сг20 3 в первых двух видах изделий не менее 15%, в термостойком магнезитохромите — не менее 8%; содержание MgO соответственно не менее 42 и 60% (обычно 60—70%).

Хромомагнезитовый кирпич имеет ту же огнеупор­ ность и температуру начала деформации под нагрузкой и обладает отличной устойчивостью против воздействия основных шлаков и окислов железа, как и магнезитовый кирпич, но более термостоек — выдерживает до 5—20 теплосмен. Термостойкий магнезитохромит по ГОСТу должен выдерживать не менее 25 теплосмен, а выдержи­ вает обычно 40—50 теплосмен.

Термостойкие магнезитохромитовые изделия идут главным образом на кладку сводов сталеплавильных, отражательных медеплавильных и тому подобных печей. Объемная масса хромомагнезитовых и магнезитохроми­ товых изделий составляет 2800—3200 кг/м3.

Периклазошпинелидные изделия изготовляют из тех же составляющих, что и магнезитохромитовые изделия. Особенность их приготовления состоит в том, что смесь хромита с частью магнезита предварительно перемалы­ вают в шаровой мельнице до фракций 0,088 мм. Затем полученную тонкомолотую смесь перемешивают с ос­ тальной частью магнезита с крупностью зерен 3—1 мм. Обжиг периклазошпинелидных изделий ведут при тем­ пературе 1700° С. В результате высокого обжига тонко­ молотого хромита и магнезита-получаются шпинелидные соединения, придающие изделиям более тонкозернистую структуру и большую плотность, чем у магезитохромитовых изделий.

Форстеритовые изделия (ГОСТ 14832—69) изготовля­