Файл: Бельский, В. И. Промышленные печи и трубы учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 73

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Продолжение .табл. 1

 

 

 

 

 

 

Содержание определяющих

 

Тип

Группа

 

 

химических' компонентов

 

 

 

(на прокаленное

вещество)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в %

 

 

 

Углеродсодерж ащие

С от 5 до 70

 

8.

Карбидокремниевые

Карбидокремниевые

SiC свыше 90

 

 

рекристаллизованные

 

 

 

Карбидокремниевые на

SiC свыше 70

 

 

различных

связках

 

 

 

 

Карбидокремнийсодер­

SiC от 20 до 70

 

жащие

 

 

 

 

 

9.

Цирконистые

Циркониевые

(бадде-

Zr02 свыше 90

 

 

леитовые)

 

 

 

 

 

 

 

Бадделеито-корундо-

Zr02 свыше 30

 

 

вые

 

 

 

А120 3 до 65

 

 

Циркониевые

на

раз­

Zr02 свыше 35

 

 

личных связках с разны­

Si02 свыше 18

 

 

ми добавками

 

 

 

 

10. Окисные

Изделия

из

окислов

Максимально

высокое

 

(ВеО, MgO, CaO,

А120 3,

содержание

опреде­

 

Zr02, Ті02> U 02 и др.)

ляющего окисла

11.

Некислородные

Изделия

из

нитридов,

Максимально

высокое

 

боридов, карбидов

(кро­

содержание

некисло­

 

ме

SiC),

силицидов и

родных соединений

 

других некислородных

 

 

 

соединений

 

 

 

 

 

термопластичнопрессованные, изготовленные методом прес­ сования из масс с применением термопластичных добавок (па­ рафина, воска и др.);

горячепрессованные, изготовленные горячим прессованием из нагретых до термопластичного состояния огнеупорных масс; плавленолитые, изготовленные путем электроплавки (или плавки другими способами) с последующей отливкой из

расплава; пиленые из естественных горных пород или плавленых бло-

9



 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

2

Классификация огнеупорных изделий по пористости

 

 

 

И зделия

Пористость

 

 

Изделия

Пористость

 

открытая

в %

 

открытая б

°о

 

Особоплотные

 

До 3

 

 

Обычные:

Свыше 20 до 24

Высокоплотные

Свыше 3 до 10

I

подгруппы

Плотные

»

10

»

16

11

подгруппы

»

24

»

30

Уплотненные

»

10

»

20

Легковесные

»

45

»

85

 

 

 

 

 

Ультралегковесные

»

85

 

 

ков, изготовленные способом механической обработки (резани­ ем, шлифованием и т. п.).

В зависимости от термической обработки изделия делятся на: обожженные; безобжиговые (включая армированные), под­ вергнутые сушке, а в ряде случаев нагреву до 250—400° С; горя­ чепрессованные, подвергнутые отжигу после отливки.

По форме и размерам огнеупорные изделия делятся на пря­ мые и клиновые нормальных размеров: кирпич малого форма­

т а — прямой 230X113X65 мм,

клиновой

230X113X65X55

и 230X113X65X45 мм; кирпич

большого

формата — прямой

250X123X65 мм, клиновой 250X123X65X55 и 250Х123Х65Х Х45 мм]

фасонные: простые, сложные и особо сложные; фасонные крупноблочные массой свыше 60 кг; простые,

сложные, особо сложные; специальные промышленного и лабораторного назначения

(тигли, трубки, лодочки, мелкоштучные изделия).

Химический состав огнеупорных изделий. По химическому составу огнеупорные изделия делятся на кислые, основные и нейтральные. Чтобы определить, к какому из указанных выше подразделений относится тот или иной вид огнеупорных изделий, нужно знать состав их огнеупорной основы.

Динас относится к кислым огнеупорам потому, что его огне­ упорной основой является кремнезем (Si02).

Магнезит относится к основным огнеупорам, так как его ог­ неупорной основой является окись магния MgO.

К нейтральным огнеупорам относятся хромитовые изделия, огнеупорной основой которых является окись хрома Сг20з. С не­ которой условностью к нейтральны^ огнеупорам относят шамот­ ные изделия, огнеупорной основой которых являются амфотер­ ные (нейтральные) окислы А120 3.

Углеродистые и карбидные изделия находятся вне указанных трех групп. Огнеупорной основой их являются углерод и его сое­ динения, ввиду чего они выделяются в особую группу специаль­ ных углеродсодержащих огнеупорных изделий.

Ю


Зная химический состав огнеупорных изделий, можно не только решать вопросы о целесообразности' их применения в конструктивных элементах промышленных печей, но и иметь представление о их рабочих свойствах. Так, динасовые кислые изделия при прочих равных условиях в среде жидких кислых шлаков служат дольше, чем магнезитовые, причем последние более продолжительное время используются в среде основных шлаков.

В некоторых случаях при одном и том же химическом соста­ ве огнеупорные изделия в зависимости от технологии производ­ ства могут иметь различные свойства.

О г н е у п о р н о с т ь — это свойство материалов противо­ стоять действию высоких температур. Она соответствует темпе­ ратуре размягчения материала под действием собственной массы.

Однако определять возможность применения тех или иных видов огнеупорных изделий только по их огнеупорности нельзя, так как они начинают деформироваться под нагрузкой раньше, чем под действием собственной массы. Поэтому возможность применения их при высоких температурах принято определять температурой начала деформации под нагрузкой 2 кгсісм2, т. е. под нагрузкой, не превышающей фактические нагрузки, имею­ щие место в промышленных печах. Только поэтому шамотные изделия, имеющие огнеупорность 1770° С и температуру дефор­ мации под нагрузкой 2 кгс/см2 1400° С, применяют в тепловых агрегатах, где максимальная температура не превышает 1350— 1400° С; в то же время динасовые изделия, имеющие более низ­ кую огнеупорность (1760°С), чем шамотные, но значительно бо­ лее высокую температуру деформации под нагрузкой 2 кгсісм2 (1630—1690°С), применяют в тепловых агрегатах с рабочей температурой 1600—1650° С.

Огнеупорность различных изделий зависит главным образом от химико-минерального состава и определяется в основном ог­ неупорностью исходного сырья.

М е х а н и ч е с к а я п р о ч н о с т ь огнеупорных изделий ха­ рактеризуется пределом прочности в кгс/см2, которую выдержи­ вает образец при сжатии в обычных температурных условиях Предел прочности на сжатие огнеупоров определяется их структурой. Чем плотнее, мелкозернистее и однороднее структу­ ра огнеупорных изделий, тем меньше в них трещин и тем выше

их механическая прочность.

В связи с тем что механическая прочность огнеупоров связа­ на с их структурой, обусловливающей пористость, шлакоустой­ чивость, термическую устойчивость и другие качества, предел прочности на сжатие при нормальных условиях является важ­ ным показателем. Чем выше предел прочности при сжатии, тем лучше качество огнеупоров. При обычной температуре предел прочности на сжатие находится в пределах от 80 до 1000 кгсісм2.

И


Огнеупорные изделия в тепловых агрегатах

в большинстве

случаев

подвергаются сжатию, в некоторых

случаях — истира­

нию и

очень редко — изгибу. Усилия сжатия

весьма незначи­

тельны, так как возникают под действием

собственной массы

огнеупорной кладки и обычно не превышают 1

кгс/см2 и только

в редких случаях достигают 3—4 кгс/см2.

Истирающему действию твердыми и жидкими материалами огнеупорные изделия подвергаются в шахтных (доменных, из­ вестеобжигательных вагранках) и вращающихся печах, где твердая шихта, загружаемая в печь, непрерывно перемещается, соприкасаясь при этом с кладкой, и разрушает (истирает) ее. Чем выше газопроницаемость и ниже температура деформации огнеупорных изделий под нагрузкой при высоких температурах, тем быстрее происходит ее истирание.

Сопротивление огнеупорных изделий изгибу примерно в 3— 5 раз меньше сопротивления сжатию.

Т е р м и ч е с к а я с т о й к о с т ь — это способность огнеупор­ ных изделий выдерживать резкие колебания температур, не растрескиваясь и не разрушаясь.

Растрескивание или разрушение огнеупорных изделий при

резких изменениях температуры

объясняется

возникновением

в них напряжений при уменьшении или увеличении объема.

При нагревании температура наружных слоев огнеупорных

изделий (до наступления теплового

равновесия)

значительно

выше, чем внутренних, причем

эта

разница

тем

больше, чем

меньше их теплопроводность и чем выше скорость повышения температуры при нагревании.

Под влиянием термического расширения при нагревании, т. е. увеличения объема, наружные слои огнеупорных изделий расширяются значительно больше, чем более холодные внутрен­ ние слои, при этом в определенных слоях огнеупорных изделий появляются скалывающие напряжения; если по своей величине они превосходят силы сцепления частиц между собой, то в них появляются трещины и отколы.

При охлаждении наружные слои огнеупорных изделий осты­ вают быстрее, чем внутренние, причем уменьшение объема на­ ружных слоев всегда происходит с опережением изменения объема внутренних, более нагретых слоев. Возникающие при этом растягивающие напряжения, так же как и при нагревании огнеупоров, приводят к их растрескиванию и разрушению.

Термическая стойкость кирпича определяется количес.твом теплосмен, т. е. количеством попеременных нагревов до 1300° С и охлаждений в проточной воде до потери 20% массы первона­ чально взятого образца вследствие его растрескивания.

Наибольшей термостойкостью обладают многошамотные, корундовые, углеродистые и карборундовые огнеупорные изде­ лия, а наименьшей термостойкостью — динасовые, обладающие большими изменениями объема при превращении одной кри­

12