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

сталлической формы в другую в определенных интервалах тем­ ператур, и магнезитовые, составляющие которых имеют различ­ ные коэффициенты расширения.

Термическая стойкость огнеупорных изделий в основном за­ висит от их структуры и природы исходного сырья, причем чем меньше температурное изменение объема огнеупорных изделий при резком их нагревании и охлаждении, тем выше термическая стойкость.

П о с т о я н с т в о о б ъ е м а . При нагревании огнеупорные изделия, как и все тела, изменяются в объеме вследствие терми­ ческого расширения и, кроме того, под влиянием дополнитель­ ной усадки или роста.

Дополнительной линейной усадкой или ростом огнеупорных изделий называются необратимые изменения их линейных раз­ меров в результате повторного нагревания при высоких темпе­ ратурах. Это является характерной особенностью только огне­ упорных изделий.

Увеличение объема огнеупорных изделий (термическое рас­

т. е. приростом их линейных размеров по отношению к первона­ чальным размерам при нагревании на 1°. Коэффициент линей­ ного температурного расширения большинства огнеупорных из­ делий в пределах температур до 1000° С не превышает десятых долей процента от их первоначальных линейных размеров при комнатной температуре. Наибольший коэффициент линейного

Дополнительный рост, или увеличение объема при нагрева­ нии, помимо термического расширения, наиболее ярко выражен у динасовых огнеупорных изделий, у которых он происходит в период перерождения кварца из одной кристаллической фор­ мы в другую. Дополнительная усадка шамотных полукислых, доломитовых и магнезитовых изделий объясняется изменением структуры этих изделий при нагревании в тепловых агрегатах выше температуры их первичного обжига. Поэтому во избежа­ ние дополнительной усадки огнеупорные изделия рекомендуется обжигать до максимальной рабочей температуры теплового аг­ регата, для кладки которого они предназначены.

Для определения величины температурных швов в огнеупор­ ной кладке в практике печестроения принимают во внимание только термическое расширение огнеупоров и дополнительный линейный рост динасовых изделий.

13

стью их противостоять шлакоразъедаемости и шлакопроницае­ мости и зависит от: температуры, при которой происходит воз­ действие шлаков; химического состава огнеупора и химического состава твердых тел, шлаков и газов, воздействующих на них; вязкости шлаков; величины и характера пор огнеупорных изде­ лий и характера среды в рабочем пространстве тепловых агре­ гатов, обусловливаемой технологией производственных процес­ сов, в них протекающих.

Чем выше температура, тем более интенсивно происходит шлакоразъедание огнеупорных изделий, так как скорость хими­ ческих реакций с повышением температуры заметно увеличива­ ется. Чем ближе химический состав шлаков и расплавов шихты к химическому составу огнеупорных изделий, тем меньше их шлакоразъедание. Чем больше вязкость шлаков и чем меньше пор в огнеупорных изделиях, тем выше их шлакоустойчивость.

Разрушение огнеупорных изделий шлаками происходит за счет протекания химических реакций между шлаками и огне­ упорными изделиями, в результате которых часть изделий пере­ ходит в жидкий шлак, а также за счет вымывания движущимися струями шлака или расплава из массы огнеупорных изделий некоторой части твердых ее зерен. Это явление особенно хорошо наблюдается в стекловаренных печах, где движущиеся в одном направлении (от загрузочной части печи к выработочной ее час­ ти) жидкие шлаки и стекломасса интенсивно разрушают самые плотные и высокоогнеупорные муллитовые, каолиновые и глино­ земистые изделия.

Т е п л о п р о в о д н о с т ь ю называется способнрсть матери­ алов передавать тепло от более теплых частей к более холодным без заметного движения частиц. С физической точки зрения — это передача кинетической энергии одних молекул другим. Теп­

каждый квадратный метр стенки при разности температур в 1° на 1 м толщины и выражается в Вт/м-град [ккал/м-ч-град].

Вусловиях службы тепловых агрегатов огнеупорные изделия

вбольшинстве случаев должны иметь возможно меньшую теп­ лопроводность, так как они являются изоляцией, препятствую­ щей передаче тепла из рабочего пространства печей в окружаю­ щую атмосферу в целях экономии топлива и уменьшения его расхода на единицу выпускаемой продукции.

Однако в ряде случаев необходимо иметь огнеупорные изде­ лия с возможно более высокой теплопроводностью. Это отно­ сится к огнеупорам, из которых готовят и сооружают муфели, тигли, реторты, элементы рекуператоров, т. е. когда возможно больше тепла должно передаваться через огнеупорные стенки,

14

обходимо отметить, что при повышении температуры теп­ лоемкость огнеупорных изделий заметно увеличивается. Так, для шамотных изделий при температуре 200° С теплоемкость со­

под которой понимают отношение объема пор, сообщающихся между собой и с внешней атмосферой, к общему объему изде­ лий, и истинную пористость — отношение объема всех открытых и закрытых пор к общему объему изделий. Как кажущаяся, так и и с т и н н а я п о р и с т о с т ь выражается в процентах. Чем вы­ ше пористость огнеупорных изделий, тем, как правило, меньше их шлакоустойчивость. Чем больше открытых и крупных пор в огнеупорных изделиях, тем больше их газопроницаемость, ко-

16

служить основанием для отказа от применения их при сооруже­ нии тепловых агрегатов. Чем меньше отклонения от установлен­ ных линейных размеров имеют огнеупорные изделия, тем выше их сортность и строительные качества.

Допускаемые отклонения по линейным размерам предусмат­

меньше толщина швов в огнеупорной кладке, являющихся наи­ более слабым местом против воздействия жидких шлаков, рас­ плавов и агрессивных газов.

Для укладки огнеупоров, имеющих большую кривизну, со швами требуемых размеров изделия необходимо дополнительно обрабатывать на станках или вручную кирочками, что приводит не только к ухудшению качества изделий, но и требует больших трудозатрат.

Кривизна у обычных огнеупорных изделий допускается в пределах от 1,5 до 3 мм и у крупных изделий — не более 1%.

Наличие отбитых углов и ребер понижает срок службы огне­ упорных изделий в тепловых агрегатах, так как эти места явля­ ются наиболее уязвимыми при высоких температурах и наличии

изделий, вызванные попаданием в них посторонних включений, плавящихся при температуре ниже температуры обжига изде­ лий, способствуют началу их разрушения шлаками при темпера­

метр) для марок ША и ШБ, 8—10 мм для марок ШВ и ШУС, а в динасовых изделиях — 5 мм на рабочей стороне и 8 мм на нерабочей стороне. В магнезитовых изделиях выплавки вообще не допускаются.

Посечки и трещины в огнеупорных изделиях снижают их ме­ ханическую прочность при резких изменениях температуры, ударах и т. п. и уменьшают их устойчивость против разъедаю­ щего действия шлаков и расплавов.

Структура качественных огнеупорных изделий должна быть однородной, без пустот и расслоений, а зерна различных фрак­ ций должны равномерно распределяться по всей поверхности из­ лома. Отдельные зерна не должны выпадать и легко выкраши­ ваться.

Шамотные огнеупорные изделия (ГОСТ 390—69)

Шамотными называют огнеупорные изделия, изготовляемые путем обжига сырца, сформированного из молотой и просушен­ ной огнеупорной глины, служащей связкой, и шамотного по­ рошка как отощителя, с содержанием А120 3+ТЮ 2 не менее 28%.

!8