Dom
Vodovod
Vrste vatrostalnih smjesa za polaganje peći i kamina. Tehnologija proizvodnje vatrostalne opeke: komponente i proces stvaranja materijala

Vrste vatrostalnih smjesa za polaganje peći i kamina. Tehnologija proizvodnje vatrostalne opeke: komponente i proces stvaranja materijala

Za postavljanje peći potrebno je pri ruci imati materijale vatrostalnih svojstava. U pravilu su to cigle i vatrostalni malter za peć. Ako je cigla komadni materijal, tada se mora pripremiti i malter. Možete kupiti gotovu mješavinu za zidanje specijalizovane prodavnice ili sami pripremite smjesu, poštujući određeni kod tehnička pravila i tehnološke preporuke.

Glina je glavna komponenta maltera za polaganje peći.

Ležišta gline nalaze se u gotovo svim krajevima naše zemlje. Glavna mjesta gdje možete pronaći kvalitetnu glinu su strme obale rijeka i jaruge. Prilikom dirigovanja zemljani radovi na dubini većoj od 500 mm možete naići i na slojeve gline. Glina je masna, srednje masna (normalna) i posna. Najbolja opcija koristit će se normalna glina, jer u slučaju korištenja otopine s masnom glinom, kada se osuši, dolazi do značajnog skupljanja, nakon čega dolazi do stvaranja pukotina u zidu peći. Upotreba mršave gline će smanjiti plastičnost i povećati krhkost smjese, što će dovesti do uništenja šavova. Obje opcije su opterećene neprijatan prodor oštar dim u vaš dom.

Provjera svojstava glavnog sastojka vatrostalne smjese

Da biste provjerili kvalitetu gline, postoji nekoliko dokazanih metoda:

  1. Uzmite oko 1 kg suhe gline (0,5 l) i sipajte vodu u porcijama, miješajući je rukama. Glina bi trebala u potpunosti apsorbirati vodu i biti otopina strme konzistencije. Sledeći korak je valjanje kuglica prečnika 4-5 cm.Od dobijene kuglice pravi se kolač prečnika 9-10cm.Sve se to suši na prirodan način 3-4 dana. Zatim provjerite ima li površinskih pukotina. Otkrivanje pukotina na kugli i kolaču ukazuje na povećan sadržaj masti u materijalu. Ako se na lopti i kolaču ne nađu pukotine, tada je potrebno loptu baciti sa visine ne veće od 1 m. Integritet lopte nakon pada ukazuje na kvalitet gline, a uništenje pokazuje da glina je tanka.
  2. Uzmite oko 3,6-5,4 kg gline (2-3 l) i sipajte je u posudu, dobro promiješajte drvenom lopaticom i mijesite grudvice. Ako se glina prilično dobro lijepi za oštricu, onda ima visok sadržaj masti. U takvo rješenje potrebno je sipati malo pijeska. Ako glina djelomično ostane na oštrici, onda se takav materijal smatra visokokvalitetnim i prikladnim za upotrebu. Slaba adhezija smjese ukazuje na to da je smjesa mršava i zahtijeva dodavanje uljne gline.
  3. Uzmite do 1 kg suhe gline (oko 0,5 l) i pripremite gustu otopinu, dobro miješajući rukama. Od dobivenog sastava pripremaju se kuglice promjera 4-5 cm. Zatim se uzimaju dvije glatke ploče od iverice ili drveta, na jednu se stavlja kuglica, prekrije se drugom i stisne dok se na lopti ne pojave pukotine. Test kontrola:
  • ako se lopta srušila pri najmanjem pritisku, onda je glina mršava;
  • ako se pri stiskanju do 1/4-1/5 promjera kuglice pojave pukotine, tada glina ima nizak sadržaj masti;
  • ako se pri stiskanju do 0,3 promjera kuglice pojave pukotine, tada je smjesa normalna i prikladna za dalju upotrebu;
  • masna glina puca kada se stisne do 0,5 prečnika kuglice.
  1. Od dobivene hladne otopine pravi se kugla i razvalja u kobasice promjera 1-1,5 cm i dužine 160-200 mm. Zatim se istežu da se slome. Uzorak mršave gline se malo ili nimalo rasteže i proizvodi prilično nazubljenu suzu. Normalna glina se odlikuje glatkim rastezanjem i daje prekid pri stanjivanju do 20% originalni uzorak. Uljana glina se, naprotiv, postupno izvlači i daje glatki lom s formiranjem oštrih krajeva na lomu.

Priprema komponenti za pripremu smjese za zidanje

Provjera plastičnosti otopine: 1-plastika, 2- nedovoljno plastična, 3-labava.

Da bi se postigao potreban sadržaj masti, vrši se miješanje razne vrste gline ili dodavanjem pijeska, kontrolirajući sadržaj masti prema gore opisanim metodama. Vatrostalna glina odabrana za pripremu otopine mora se prosijati kroz sito s veličinom oka od 2 do 3 mm kako bi se uklonile nečistoće i velike čestice. To je opravdano činjenicom da standardna debljina šava prilikom polaganja peći treba biti 3 mm. Stoga će velike čestice u sastavu otopine ometati izvođenje zidanja.

Postoji još jedna metoda za čišćenje gline. Uzmite duguljasto korito i postavite ga pod uglom od 5-10°. Na uzdignuti dio se stavlja sloj gline, a u donji se ulijeva voda. Zatim se lopaticom ili lopaticom voda izlije na sloj gline dok se potonji potpuno ne otopi. Dobivena otopina se filtrira u posebnu posudu, glina se istaloži i osuši.

Prema tehnologiji, pijesak se mora dodati masnim glinama, što zahtijeva pripremu. Pijesak može biti tri vrste: riječni, morski i obični kamenolom (planinski), koji se kopa u industrijskim kamenolomima i na padinama prirodnih jaruga. Priprema rastvora se najbolje vrši dodatkom kamenolomni pijesak. Omogućava bolje prianjanje spojnih površina komponenti cigle i maltera. Pijesak također treba prosijati na rešetku s veličinom oka od 1,5 mm. Nakon prosijavanja, pijesak se ispere od nečistoća. Da biste to učinili, uzmite vreću i povucite je preko pravokutnog okvira debljine 70-100 mm. Okvir se postavlja na postolje. Pijesak se sipa na površinu vreće i ispere vodom iz crijeva.

Priprema vatrostalne smjese za zidanje

Čim sve pripremni rad završite, možete pripremiti smjesu za polaganje peći. Postoji nekoliko metoda kuvanja:

  1. Pripremljena glina se namače 3 dana u hermetički zatvorenoj posudi. Zatim obujte vodootporne cipele ( gumene čizme) i umesiti do homogene konzistencije, dodajući pesak u potrebnim razmerama. Nepomiješani ugrušci gline se razbijaju nabijačem. Zatim se rukama sondira homogeni glineni sastav na prisustvo stranih čestica i komadića gline. Iz pravilno izmiješanog rastvora treba lako da teče metalna površina lopaticom ili lopaticom bez lijepljenja za nju. Kvalitetno rješenje trebalo bi da počne da se veže za 4-6 minuta. Površina drvena drška, umočen u smesu, treba da ima blage tragove gline. Masna glinena kompozicija ostavit će značajne tragove, a mršava se uopće neće zalijepiti za dršku.
  2. Druga metoda se koristi samo kada sastav gline ne zahtijeva dodatni pijesak i ima normalan sadržaj masti. Za kuvanje morate imati pri ruci drveni štit. Glina se položi na štit i prelije vodom. Čim se glina zasiti vlagom i omekša, lopatom se sipa. Za to se formiraju uske uzvisine različite dužine i visine od 30-40 cm, koje se udaraju lopatom, odsijecajući dijelove grebena. Takve manipulacije razbijaju grudice. Nerastvorljive čestice i kamenje uklanjaju se ručno. Zatim se masa ponovo meša i operacija se ponavlja 4 do 6 puta do potpunog mešanja i uklanjanja kamenčića.
  3. Priprema mješavine za zidanje uz dodatak pijeska glini. Da biste to učinili, pijesak se sipa u krevet, u kojem se prave udubljenja. U ove udubine se unosi glina, prelije vodom, posipa se slojem pijeska i čeka se da glina upije vodu. Zatim se greben miješa i gnječi lopatom na isti način kao u prethodnom slučaju, do homogene konzistencije. Proporcije pijeska i gline trebaju biti takve da glina u potpunosti drži zajedno sva zrna pijeska. Kako bi se poboljšala kvaliteta otopine, filtrira se kroz sito.

Vatrostalna završna smjesa

Nakon završetka polaganja peći, potrebno je izvršiti završna obrada vanjska površina pećnice. Da biste to učinili, morate napraviti rješenje za žbukanje. Postoji nekoliko recepata za pripremu suhe gipsane mješavine:

  1. Pomiješajte 1 dio vatrostalne gline, 1 dio vapna, 2 dijela pijeska i 1/10 dijela azbestnog vlakna.
  2. Zamijesite 1 dio suhe gline, 2 dijela pijeska, 1 dio cementa 400 i 1/10 dijela azbestnog vlakna.
  3. Pomiješajte 1 dio običnog gipsa, 1 dio finog pijeska, 2 dijela vapna i 2/10 dijelova azbestnog vlakna.

Teorijske osnove za proizvodnju vatrostalnih materijala prvi je iznio akademik A. A. Baikov, koji je proces pretvaranja praškaste mase u čvrsti kristalni agregat smatrao procesom rekristalizacije vatrostalnog materijala u tečnoj fazi na određenoj temperaturi. Uopšteno govoreći, ovaj proces je sličan procesu stvrdnjavanja cementa pomiješanog s vodom. Stoga se vatrostalni materijali mogu nazvati "visokotemperaturnim cementima", a gotovi vatrostalni proizvodi od njih - "visokotemperaturnim betonima".

U proizvodnji vatrostalnih proizvoda masa koja se sastoji od vatrostalnog materijala određenog hemijskog sastava i veziva podvrgava se kalupovanju, sušenju i pečenju. U procesu oblikovanja, proizvodu se daje zadani oblik na posebnim presama za kalupljenje. Prilikom sušenja uklanja se višak vlage, a proizvod dobiva početnu čvrstoću. Proces pečenja se može podijeliti u tri perioda: tokom prvog perioda, temperatura postepeno raste do neke prilično visoke, što je određeno hemijskim i mineraloškim sastavom mase; u drugom periodu, koji je dovoljno dug, temperatura se održava na datom nivou; u trećem periodu temperatura pada na normalu, a pečeni proizvodi se hlade.

Drugi period je od najveće važnosti za kvalitet proizvoda. Na početku pečenog proizvoda nalazi se masa koja se sastoji od pojedinačnih zrnaca ili zrna vatrostalnog materijala, impregniranog i navlaženog malom količinom taline. Ova tečna faza nastala je interakcijom glavnog oksida, koji je vatrostalni materijal, sa svim nečistoćama prisutnim u masi. Količina formirane taline zavisi od temperature i količine nečistoća, a što je viša temperatura pečenja u drugom periodu i što je više nečistoća, nastaje više taline. Kao rezultat rekristalizacije u talini na kraju drugog perioda, čvrste čestice formiraju gust kristalni agregat. U tom slučaju masa gubi svoju lomljivost i stječe mehaničku čvrstoću. Ova transformacija se odvija na konstantnoj temperaturi (koja je ispod tačke topljenja vatrostalnog materijala) rekristalizacijom vatrostalnog materijala u maloj količini tečne faze.

Stepen rastvaranja osnovnog oksida u talini, a samim tim i potpunost njegove rekristalizacije zavise od stepena drobljenja. izvorni materijal jer se rastvorljivost povećava sa smanjenjem veličine zrna. Solid sa pravilnom kristalnom rešetkom ima manju rastvorljivost od tela sa deformisanom rešetkom. Deformacija kristalne rešetke može nastati tokom pečenja, bilo zbog polimorfne transformacije praćene značajnom promjenom volumena, ili kao rezultat razgradnje kemijskog spoja koji je dio polaznog materijala.

Uslovi čije je poštovanje neophodno za dobijanje visokokvalitetnih vatrostalnih proizvoda, koje je formulisao A. A. Baikov, su sledeći:

  • prisutnost u punjenju takvih nečistoća, s kojima vatrostalni materijal može proizvesti taljenje i može se otopiti u njemu;
  • pečenje na temperaturi koja osigurava stvaranje potrebne količine taline;
  • izlaganje na temperaturi pečenja tokom vremena dovoljnog da se završi proces rekristalizacije.

Klasifikacija vatrostalnih materijala

Vatrostalni materijali se nazivaju građevinski materijali koji se deformiraju na temperaturi ne nižoj od 1580 ° C i mogu izdržati dugotrajno izlaganje visokim temperaturama bez promjene svojih fizičkih i mehaničkih svojstava.

Prilikom izgradnje metalurških peći, uz konvencionalne građevinske materijale - armirani beton, beton, građevinske cigle- Široko se koriste materijali specijalne namene - vatrostalni, toplotnoizolacioni, toplotno otporni metali. Od njih najveća vrijednost u metalurgiji imaju vatrostalne materijale, budući da se metali i legure u većini slučajeva dobijaju pomoću visoke temperature, a produktivnost peći u velikoj mjeri ovisi o kvaliteti upotrijebljenih vatrostalnih materijala.

Po hemijskom i mineraloškom sastavu

Prema hemijskom i mineraloškom sastavu, vatrostalni materijali se dijele u sljedeće grupe.

  • silicijum- dinasi (ne manje od 92% SiO 2), izrađeni od kvarcitnih materijala (uglavnom kvarcita).
  • Aluminosilikat, izrađen od vatrostalnih glina i kaolina, koji uključuju grog (do 45% Al 2 O 3) i vatrostalne materijale sa visokim sadržajem glinice (preko 45% Al 2 O 3).
  • Magnezijska, izrađen od minerala koji sadrže magnezit, sa raznim vezivnim aditivima. To uključuje magnezit (najmanje 85% MgO), dolomit (najmanje 35% MgO i 40% CaO), forsterit (od 35 do 55% MgO i Cr 2 O 3), spinel (MgO i Al 2 O 3 u molekularnom odnosu ) vatrostalni materijali.
  • Chrome, koji uključuju kromit (oko 30% Cr 2 O 3) i hrom-magnezit (10 - 30% Cr 2 O 3 i 30 - 70% MgO) proizvode.
  • ugljenični, koji uključuju ugljenik u jednoj ili drugoj količini, - grafit (30 - 60% C), koks (70 - 90% C).
  • Cirkon: cirkonijum, napravljen od ZrO 2 i cirkon, napravljen od minerala Zr 2 O 3 SiO 2.
  • Oksid- proizvodi od berilijum oksida, torijum oksida i cerijevog oksida.
  • Karbid i nitrid, koji uključuju karborund (30-90% SiC) vatrostalne materijale i nitridne, karbidne i sulfidne vatrostalne materijale.

Prema stepenu otpornosti na vatru

Prema stepenu vatrostalnosti, materijali se dijele u tri grupe:

  • vatrostalni (1580-1750 ° C);
  • visoko vatrostalna (1770-2000 ° C);
  • najveća vatrostalnost (>2000° C).

Prema GOST 4385 - 68, vatrostalni materijali su zauzvrat podijeljeni u klase:

  • Klasa 0 - otpornost na vatru ne manja od 1750 ° C;
  • Klasa A - otpornost na vatru ne manja od 1730 ° C;
  • Klasa B - otpornost na vatru ne manja od 1670 ° C;
  • Klasa B - otpornost na vatru ne manja od 1580 ° C.

Termičkom obradom

Prema toplinskoj obradi, vatrostalni proizvodi se dijele na:

  • pečenje (pečeno nakon oblikovanja);
  • unfired;
  • cast fuzed.

Prema načinu proizvodnje

Prema načinu proizvodnje, vatrostalni materijali se dijele na:

  • oblikovani - oblik se daje tokom proizvodnje (vatrostalni i toplotnoizolacijski proizvodi);
  • neformirani - oblik se dobija u procesu nanošenja (vatrostalni betoni, nabijene mase, premazi);
  • vatrostalni malteri - punila za šavove vatrostalnog zida.

Složenost oblika i veličine

Prema složenosti oblika i veličine, komadni vatrostalni proizvodi dijele se na sljedeće vrste:

  • normalna cigla;
  • oblikovani proizvod;
  • veliki blokovi;
  • specijalni proizvodi (lonci, cijevi, itd.).

Osnovna svojstva vatrostalnih materijala

Pogodnost pojedinih vatrostalnih materijala u svakom pojedinačnom slučaju ocjenjuje se ovisno o njihovim osnovnim fizičkim i radnim svojstvima.

Radna svojstva se nazivaju vatrostalna svojstva koja ispunjavaju zahtjeve navedene u ovome konkretan slučaj. Glavna svojstva vatrostalnih materijala su vatrostalnost, termička otpornost, hemijska otpornost, deformacija pod opterećenjem na visokoj temperaturi i konstantnost oblika i zapremine, poroznost, propusnost gasa, toplotna provodljivost, električna provodljivost.

otpornost na vatru

Vatrostalnost je sposobnost materijala da izdrži visoke temperature bez deformacije pod vlastitom težinom. Kada se zagrije, vatrostalni materijal prvo omekša zbog topljenja njegove topive komponente. Daljnjim zagrijavanjem, glavnina se počinje topiti, a viskoznost materijala postupno se smanjuje. Proces topljenja vatrostalnih materijala izražava se postepenim prelaskom iz čvrstog u tečno stanje, a temperaturni interval od početka omekšavanja do topljenja ponekad dostiže i nekoliko stotina stepeni. Stoga se temperatura omekšavanja koristi za karakterizaciju vatrostalnosti.

U tu svrhu, pri određivanju vatrostalnosti materijala, koriste se keramički piroskopi (PC). Piroskopi su trougaone krnje piramide visine do 6 cm sa osnovom u obliku jednakostraničnog trougla sa stranicama jednakim 1 cm.

Svaki piroskop odgovara određenoj temperaturi omekšavanja, tj. temperaturi pri kojoj piroskop toliko omekša da njegov vrh dodiruje postolje (Sl. 84). Označavanje piroskopa ukazuje na njegovu otpornost na vatru, deseterostruko smanjenu. Da bi se odredila vatrostalnost materijala, od njega se pravi piramida prema veličini piroskopa. Ispitni uzorak, zajedno sa nekoliko piroskopa različitog broja, stavlja se na stalak i stavlja u električnu peć. Ispitivanje otpornosti na vatru svodi se na posmatranje omekšavanja (padanja) uzoraka u poređenju sa piroskopima pod određenim uslovima grijanja. Vatrostalnost materijala je označena brojem piroskopa s kojim je uzorak pao u isto vrijeme.

Deformacija pod opterećenjem na visokim temperaturama

U oblozi peći, vatrostalni materijali doživljavaju uglavnom tlačnu silu, koja se povećava kada se peć zagrije. Za procjene mehaničke čvrstoće vatrostalnih materijala obično određuju ovisnost promjene veličine deformacije o temperaturi pri konstantnom opterećenju (slika 85).

Ispitivanja se vrše na cilindričnom uzorku visine 50 mm i prečnika 36 mm pri konstantnom opterećenju od 1,96 10 5 Pa. Rezultati ispitivanja su prikazani kao dijagram visine uzorka u odnosu na temperaturu. Da biste okarakterizirali deformaciju, zabilježite temperaturu početka omekšavanja kada se visina uzorka smanji za 4%, temperaturu koja odgovara promjeni visine za 40%, i temperaturni interval omekšavanja koji predstavlja razliku između ove dvije temperature.

Konstantnost oblika i volumena

Kada se vatrostalni materijali zagrijavaju u pećima, njihov volumen se mijenja pod utjecajem dva faktora - toplinskog širenja i skupljanja (ili rasta). Toplinska ekspanzija većine vatrostalnih materijala je mala. Promjena vatrostalnog volumena na visokim temperaturama je mnogo značajnija zbog tekućih transformacija. Dakle, šamotni proizvodi se skupljaju kao rezultat stvaranja određene količine tekuće faze i zbijanja krhotine. Obično je ovo smanjenje volumena veće od njegovog toplinskog širenja i dovodi do povećanja šavova. Dinas proizvodi povećavaju zapreminu kada se zagrevaju usled dodatnih procesa rekristalizacije. Povećanje zapremine proizvoda tokom servisa doprinosi zaptivanje zidanih spojeva. Promjena zapremine vatrostalnih materijala se procjenjuje zagrijavanjem precizno izmjerenih uzoraka u peći.

Toplinska otpornost

Toplotna otpornost je sposobnost vatrostalnih materijala da se ne sruše pod naglim promjenama temperature. Ovo je posebno važno za vatrostalne materijale koji se koriste u šaržnim pećima. Toplinska otpornost vatrostalnih materijala je veća što je veća toplotna provodljivost materijala, njegova poroznost i veličina zrna i što je niži temperaturni koeficijent linearne ekspanzije, gustina, dimenzije proizvoda i promene zapremine tokom alotropskih transformacija.

Za određivanje termičke otpornosti koristi se uzorak u obliku opeke. Uzorak se zagrijava 40 minuta na 850°C, a zatim hladi 8-15 minuta. Ciklus grijanja i hlađenja naziva se toplotni ciklus. Hlađenje može biti samo na zraku (izmjena topline zraka) ili prvo u vodi 3 minute, zatim na zraku 5-10 minuta (promjena topline vode). Zagrijavanje i hlađenje se vrše sve dok gubitak mase uzorka (zbog otkivanja komada) ne dostigne 20%. Toplotna otpornost se procjenjuje brojem održanih termičkih ciklusa.

Hemijska otpornost

Hemijska otpornost vatrostalnih materijala podrazumijeva se kao njihova sposobnost da se odupru uništavanju od hemijskih i fizičkih efekata proizvoda koji nastaju u peći - metala, šljake, prašine, pepela, para i gasova. Šljake imaju najveći uticaj na vatrostalne materijale u pećima za topljenje. U odnosu na djelovanje šljake, vatrostalni materijali se mogu podijeliti u tri grupe - kisele, bazične i neutralne.

Vatrostalne kiseline otporan na kisele troske koje sadrže veliki broj SiO 2 , ali korodiran osnovnim šljakama. Vatrostalna kiselina je dinas. Dinas je otporan na oksidacione i redukcione gasove.

Osnovni vatrostalni materijali otporan na djelovanje baznih šljaka, ali korodiran kiselim. To uključuje vatrostalne materijale koji sadrže vapno, magnezijum i alkalne okside (dolomit, magnezit, itd.).

Neutralni (srednji) vatrostalni materijali, koji uključuju amorfne okside, reaguju i sa kiselim i sa bazičnim šljakama, u mnogo manjoj meri od kiselih i baznih. To uključuje rudu hroma gvožđa, koja sadrži FeO·Cr 2 O 3 kao glavnu komponentu.

Otpornost na šljaku

Otpornost vatrostalnih materijala na trosku ovisi o brzini hemijske reakcije vatrostalni sa šljakom i viskozitet šljake. Sa viskoznim troskom i niskim stopama reakcije, vatrostalni proizvod može dobro funkcionirati. S povećanjem temperature, brzina kemijskih reakcija se povećava, a viskoznost troske se smanjuje, pa čak i neznatno povećanje temperature (za 25-30 ° C) dovodi do značajnog povećanja korozije vatrostalnih materijala. Porozni proizvodi sa otvorene pore manje otporne na šljaku od gušćih. outdoor glatka površina koža od cigle bolje se odupire djelovanju šljake nego gruba površina loma. Pukotine u proizvodu također smanjuju njegovu otpornost na šljaku.

Za određivanje otpornosti na trosku koriste se dvije metode - statička i dinamička. U statičkoj metodi, u vatrostalnom proizvodu se buši cilindrična rupa u koju se ulijeva fino usitnjena troska. Proizvod se zagreva u rerni do nje Radna temperatura(ali ne niže od 1450°C) i držao na ovoj temperaturi 3-4 sata.Otpornost na šljaku se kvalitativno ocjenjuje po stepenu rastvaranja proizvoda u šljaci i dubini njegovog prodiranja u proizvod. U dinamičkoj metodi, šljaka u prahu (1 kg) se sipa na ispitanu vatrostalnu ciglu, postavljenu okomito u peć, na temperaturi od 1450 ° C u trajanju od 1 sata. Topeći se i slijevajući se niz površinu cigle, šljaka jede brazde u njoj. Erozija šljake određena je gubitkom zapremine (u kubnim centimetrima) uzimajući u obzir dodatno skupljanje cigle.

Toplotna provodljivost

U zavisnosti od svrhe za koju se vatrostalni materijal koristi, njegova toplotna provodljivost mora biti visoka ili niska. Dakle, materijali namijenjeni za oblaganje peći trebaju imati nisku toplinsku provodljivost kako bi se smanjili gubici topline u okolni prostor i povećala efikasnost peći. Međutim, materijali za proizvodnju lonaca i muffla moraju imati visoku toplinsku provodljivost, što smanjuje pad temperature u njihovim zidovima.

Kako temperatura raste, toplinska provodljivost većine vatrostalnih materijala raste (slika 86). Izuzetak su proizvodi od magnezita i karborunda, čija se toplinska provodljivost u ovom slučaju smanjuje. Toplotna provodljivost svih vatrostalnih materijala opada sa povećanjem poroznosti. Međutim, pri visokim temperaturama (iznad 800-900°C), povećanje poroznosti ima mali utjecaj na toplinsku provodljivost. Konfiguracija i veličina pora, koje određuju konvektivni prijenos topline unutar pora, imaju utjecaj. Povećanje sadržaja kristalne faze u materijalu dovodi do povećanja toplinske provodljivosti.

Električna provodljivost

Električna provodljivost je definirajući parametar vatrostalnih materijala koji se koriste za obloge električne pećnice. Na normalnim temperaturama, općenito su svi vatrostalni materijali dobri dielektrici. Kako temperatura raste, njihova električna provodljivost se brzo povećava i oni postaju provodnici. Električna provodljivost materijala visoke poroznosti opada na visokim temperaturama.

Toplotni kapacitet

Toplotni kapacitet vatrostalnih materijala određuje brzinu zagrijavanja i hlađenja obloge i cijenu topline za grijanje. Ima posebno važnost tokom rada šaržnih peći. Toplotni kapacitet zavisi od hemijskog i mineraloškog sastava vatrostalnih materijala. Određuje se kalorimetrijskom metodom. Toplotni kapacitet se obično blago povećava s povećanjem temperature. Njegova prosječna vrijednost je u rasponu od 0,8-1,5 kJ/(kg·K).

Poroznost

Svi vatrostalni proizvodi su porozni. Veličina pora, njihova struktura i broj vrlo su raznoliki. Odvojene pore su ili povezane jedna s drugom i sa atmosferom, ili su zatvoreni prostori unutar proizvoda. Odavde razlikuju poroznost otvoren, ili prividna, u kojoj pore komuniciraju s atmosferom, poroznost zatvoreno kada pore nemaju pristup van, i poroznost istinito, ili generalno, tj. ukupno.

Otvorena poroznost se izračunava iz izmjerene apsorpcije vode i nasipne gustine vatrostalnih proizvoda.

Propustljivost gasa

Propustljivost plina ovisi o prirodi vatrostalnog materijala, količini otvorene poroznosti, ujednačenosti strukture proizvoda, temperaturi i pritisku plina. Kako temperatura raste, propusnost gasa vatrostalnih materijala opada, jer se povećava volumen plina i povećava njegov viskozitet. Vatrostalni materijali treba da imaju najmanju moguću propusnost gasa, posebno oni koji se koriste za proizvodnju retorta, mufela i lonaca. Najveću plinopropusnost imaju šamotni proizvodi, a najmanju Dinas.

Gustina i nasipna težina

Gustoća materijala je omjer mase uzorka i zapremine koju zauzima minus volumen pora. Masovna težina je omjer mase uzorka osušenog na 105 °C i zapremine koju zauzima, uključujući volumen pora.

Izgled i struktura

Svi vatrostalni proizvodi su podijeljeni u razrede u skladu sa razvijenim standardima. Kvalitet vatrostalnih proizvoda određuje se veličinom odstupanja od utvrđene dimenzije, zakrivljenost, slomljeni uglovi, zatupljenost rebara, prisustvo pojedinačnih talina, troska, zareze i pukotine. Odstupanja u veličini su dozvoljena u granicama propisanim relevantnim standardima, u zavisnosti od razreda. Zakrivljenost proizvoda određena je strelicom za otklon. Očigledno, što je veća zakrivljenost, to će zid biti manje gusto. Izlomljenost uglova i tupost rebara također negativno utječu na kvalitetu zidanja.

Topljenje je lokalno otapanje površine vatrostalnog materijala sa stvaranjem "šupljine". Razlog topljenja je nedovoljno dobro miješanje punjenja u proizvodnji vatrostalnog materijala. Na mjestima topljenja dolazi do brzog uništavanja šljakom čak i pri relativno niskoj temperaturi, tako da je broj talina na površini proizvoda strogo ograničen.

Šljaka se formira na površini proizvoda u obliku izraslina kao rezultat njegove kontaminacije tokom pečenja peskom, glinom itd. Ograničeno je i prisustvo troske na površini proizvoda.

Zarezi (prelomi širine do 0,5 mm) i pukotine (prelomi širine preko 0,5 mm) na površini vatrostalnih proizvoda povećavaju koroziju troske i smanjuju njihovu mehaničku čvrstoću. Nastaju tokom procesa pečenja prilikom nepažljivog zagrijavanja ili hlađenja proizvoda.

Kvalitetan vatrostalni materijal mora imati homogenu strukturu loma bez šupljina i delaminacija. Zrna različitih frakcija treba da budu ravnomerno raspoređena po površini loma, da ne ispadaju i da se lako ne mrve.

Prilikom odabira jednog ili drugog materijala potrebno je voditi se osnovnim zahtjevima za njega u svakom slučaju. Dakle, materijal za zidove i luk peći za topljenje mora prije svega imati high mehanička čvrstoća. Za nagibe peći treba koristiti vatrostalni materijal koji je otporniji na djelovanje šljake nastale tokom ovog metalurškog procesa.

Prilikom odabira vatrostalnih materijala treba uzeti u obzir njihovu cijenu. Uporedni trošak 1 tone neke vatrostalne opeke 1. razreda u odnosu na cenu dinarske cigle je sledeći:

Transport i skladištenje vatrostalnih proizvoda

Prilikom isporuke potrošaču, pravilan transport i skladištenje gotovih vatrostalnih proizvoda osigurava njihovu sigurnost, dobra kvaliteta zidanje i nepromjenjivost izvedbe. Prilikom transporta u vagonima, vatrostalne cigle se polažu u redove čvrsto po cijeloj površini vagona sa klinovima. Između redova polaže se slama ili strugotine. Prilikom transporta u vozilima, cigla je takođe čvrsto nabijena u redove sa klinovima sa drvenim klinovima. AT novije vrijeme koristi se transport cigle u kontejnerima, što poboljšava njegovu sigurnost i olakšava utovar i istovar. Prilikom transporta cigle do radnih mjesta na transporterima i tacnama ne smiju se udarati jedna o drugu i dijelove transportnih uređaja.

Malteri i prah se prevoze u kontejnerima, papirnim vrećama ili u rasutom stanju u čistim vagonima.

Skladišta za skladištenje vatrostalnih proizvoda moraju biti zatvorena. Kada se čuva za na otvorenom zbog naizmjeničnog vlaženja i sušenja, smrzavanja i odmrzavanja, performanse vatrostalnih materijala se pogoršavaju. Smanjenje otpornosti na pritisak nakon godinu dana skladištenja na otvorenom iznosi 27-30% za šamot, 35% za dinare i 30% za proizvode od magnezita. Dozvoljen ulazak ljetno vrijeme skladišti šamotne i dinas proizvode u poluzatvorenim magacinima. Vatrostalni prah i malteri se čuvaju u zatvorenim skladištima u posebnim kanti.

Neoblikovani vatrostalni materijali i vatrostalni malteri

Neoblikovani vatrostalni materijali su mješavine praškastog vatrostalnog punila i vezivnog aditiva.

Upotreba neoblikovanih vatrostalnih materijala omogućava pojednostavljenje procesa oblaganja metalurških peći, uključujući proizvodnju složenih elemenata, povećanje hemijske otpornosti obloge i smanjenje njene propusnosti gasa zbog odsustva šavova i ubrzavanje popravke peći. Oni su našli široku primenu u
uređenje ložišta i luka peći, obloga indukcijske peći, žlebovi za ispuštanje taline i drugi elementi složene konfiguracije.

Neformirani vatrostalni materijali uključuju vatrostalne betone, duktilne i neplastične nabijene mase.

Vatrostalni betoni, u kojem se cementi koriste kao vezivo, stvrdnjavaju se na zraku pri normalnoj temperaturi u prisustvu vode. Beton se polaže uz blago nabijanje. Rezultirajuća visoka čvrstoća na zraku nema stabilnu keramičku vezu, kao vatrostalni proizvodi, pa beton mijenja svoju strukturu i svojstva kada se zagrije. Ovo objašnjava određeno smanjenje čvrstoće betona tokom zagrijavanja. Kao cementi se koriste portland cement, aluminijski, magnezijski i visoko aluminijski cementi. Punila mogu biti različiti vatrostalni materijali, odabrani u zavisnosti od uslova rada i cementnog materijala. Otpornost betona na vatru je određena vatrootpornošću punila.

Pri korištenju portland cementa u betonu treba voditi računa o smanjenju njihove čvrstoće i razaranju pri zagrijavanju iznad 600°C zbog polimorfnih transformacija cementne komponente 2CaO SiO 2 . Uvođenje stabilizirajućih aditiva koji sadrže SiO 2 ili Al 2 O 3 omogućava dobijanje betona sa dovoljno mehaničkih
jačina zagrevanja. Betoni na stabilizovanom portland cementu sa šamotnim punilom mogu se koristiti do temperature od 1400°C, a sa hrom-magnezitnim punilom - do 1700°C.

Najrasprostranjeniji u proizvodnji betona je aluminijski cement, koji ima velika brzina otvrdnjavanje. Budući da je beton tokom procesa stvrdnjavanja veoma vruć, potrebno ga je zaliti vodom. Ovaj beton karakteriše značajan gubitak mehaničke čvrstoće pri zagrijavanju u temperaturnom rasponu od 500-1100°C, pa ga treba koristiti na višim temperaturama. Beton na aluminijskom cementu sa šamotnim punilom se preporučuje za upotrebu na temperaturi od 1150-1400 °C. Beton na visoko-aluminijskom i hrom-magnezitnom punilu koristi se na temperaturi od 1400-1700 °C.

Magnezitni cement se koristi za proizvodnju visoko vatrostalnih betona sa magnezitnim ili hrom-magnezitnim punilom. Otpornost na vatru takvog betona je 1900 ° C.

U posljednje vrijeme se koriste betoni na fosfatnim vezivnim sredstvima - ortofosforna ili fosforna kiselina. U ovom slučaju se kao punila koriste visokokvalitetni potpuno pečeni vatrostalni materijali: šamot visokog aluminijevog oksida, topljeni silicijum visoke čistoće, itd. Fosfatno vezani betoni imaju povećanu vatrostalnost, visoku otpornost na toplinu i otpornost na habanje. Ovi betoni brzo stvrdnjavaju i stiču mehaničku čvrstoću na niskim temperaturama i dobro prijanjaju na različite vatrostalne materijale.

AT plastične mase za nabijanje plastične vatrostalne gline služe kao vezivo. Punila mogu biti bilo koji vatrostalni materijali. Većina široka primena Dobijani su šamot, visoko glinica, kromit i, u posebno kritičnim slučajevima, ugljični materijali. Plastične mase za nabijanje karakteriziraju značajno skupljanje tijekom zagrijavanja, što se objašnjava visokim sadržajem gline. Njihova čvrstoća raste s porastom temperature zbog promjena koje nastaju u glinenom vezivu. Pakovanje nabijenih masa vrši se ručnim nabijanjem ili pneumotampingom.

AT neplastične mase za nabijanje veziva su vodeni rastvori soli: magnezijum sulfata i hlorida, fosforne kiseline, raznih fosfata, borna kiselina, tečno staklo i neke organska materija. Oni obezbjeđuju privremenu nisku čvrstoću materijala pri normalnoj temperaturi i formiraju na visokoj temperaturi tokove koji ubrzavaju rekristalizaciju osnovnog vatrostalnog materijala kako bi se dobila visoka čvrstoća. Korištenje smole i smole ugljenog katrana kao veziva omogućava, kada se zagrije, formiranje ugljičnog veziva, što povećava otpornost masa za nabijanje na korozivno djelovanje taline.

Polaganje neplastične vatrostalne mase za nabijanje vrši se ispod veliki pritisak pneumatski tamper, a kod oblaganja velikih površina - vibratorom. Vatrostalne mase za nabijanje koriste se u teškim aplikacijama gdje je potrebna visoka otpornost na habanje i trosku i gdje je potrebna velika preciznost dimenzija. Široko se koriste za oblaganje indukcijske peći, ložište peći, topljenje obojenih metala, otvore za napajanje rotacione peći, otvore na krovu lučne peći.

Vatrostalna rješenja- to su mase koje se koriste za popunjavanje fuga u zidanju peći, što joj daje mehaničku čvrstoću i čvrstoću. Prema gustini rastvori se dele na tečne, poluguste i guste. Što je fuga deblja, to otopina mora biti gušća da bi se popunila. Tečni rastvori se koriste za
debljine fuga 1-2 mm, što se javlja kod vrlo gustog zida. Zahtjevi za svojstva rješenja su visoka otpornost na vatru, bliska otpornosti na vatru zidanog materijala, visoka temperatura omekšavanja i dobra otpornost na šljaku.

Glavne komponente rastvora su prah vatrostalnog materijala i plastična vatrostalna glina, pomešani sa vodom. Za zidanje dinas rastvor se sastoji od fino mlevenog dinas praha (85-90%) i visokokvalitetne vatrostalne gline (10-15%); Šamotni rastvor sadrži šamotni prah (70-85%) i
vatrostalna glina (15-30%) itd. Na temperaturama iznad 800°C rastvor se sinteruje sa materijalom za zidanje. Otopine se mogu pripremiti miješanjem s vodom gotovih suhih mješavina - maltera, čiji sastav utvrđuje GOST. U nekim slučajevima može biti potrebno dobiti jak zid na normalnim temperaturama. To se osigurava upotrebom mortova koji očvršćuju na zraku i mortova dobivenih dodavanjem cementa u njihov sastav.

Rješenja se ne koriste samo za magnezitne i hrom-magnezitne vatrostalne materijale. Polažu se na suho uz zatrpavanje fuga magnezitom ili hromo-magnezitnim prahom.

Vatrostalni premazi. Za brtvljenje zida i smanjenje njegove propusnosti plina, kao i za zaštitu zida od utjecaja okoline peći i kao izolacijski premaz koriste se vatrostalni premazi. Stoga se prema namjeni premaza može podijeliti u tri grupe - zaptivne, izolacijske i zaštitne.

Zaptivni i izolacijski premazi nanosi se na prethodno očišćene vanjska površina zidanje sa slojem od 2-4 mm na temperaturi površine ne višoj od 100 ° C. Zaštitni premazi sa slojem od 2-3 mm pokrivaju unutrašnju površinu zida, uglavnom grijaće i termičke peći. Može se koristiti za ugradnju male rupe u zidovima tokom vrućih popravki, kada se nanose pod pritiskom pomoću specijalnih mašina za topljenje. Vatrostalni premazi sastoje se od fino dispergiranih vatrostalnih prahova, vatrostalnih glina i ljepila, obično tečnog stakla. Azbest se takođe dodaje u sastav zaptivnih i izolacionih premaza u količini od 15, odnosno 40%. Stvrdnjavanje i stvrdnjavanje premaza nastaje kao rezultat sušenja i sinteriranja mase pri zagrijavanju.

Proizvodi najveće vatrostalnosti

Proizvodi najveće vatrostalnosti su proizvodi od čistih oksida, kao i nekih nitrida, karbida, borida i sulfida. Potreba za njima određena je upotrebom u moderna tehnologija vatrostalni rijetki metali kao što su titan, cirkonij, tantal, niobijum, molibden, uranijum, torijum visoke čistoće.

oksidne vatrostalne tvari. berilijum oksid(BeO) ima tačku topljenja od 2530°C. BeO proizvodi pečeni na 1900°C odlikuju se visokom termičkom stabilnošću i toplotnom provodljivošću, niskom poroznošću (prividna poroznost je manja od 6%, a nema otvorene poroznosti). Njihova plinopropusnost je zanemarljiva, pa se mogu koristiti u postrojenjima za destilaciju metala u vakuumu.

Torijum oksid(ThO 2) ima tačku topljenja od 3300 °C. Proizvodi od ThO 2, pečeni na temperaturi od 1500 °C, imaju velika gustoća i visoku vatrostalnost (3000 ° C), međutim, nisku toplinsku stabilnost, jer uz nisku toplinsku provodljivost imaju veliki koeficijent linearne ekspanzije. Torijum oksid se koristi za izradu visokotemperaturnih grejača za električne otporne peći.

Karbidi. Karbidi mnogih metala imaju visoku tačku topljenja i značajnu hemijsku otpornost. Titan-karbid (TiC) ima tačku topljenja od 3140°C. Titan-karbidni lončići sa dodatkom 1% Na 2 SiO 3 i 2,5% željeznog praha koriste se za topljenje vatrostalnih i reaktivnih metala (natrijum i dr.).

Borides. U metalurgiji su primenu našli proizvodi od cirkonijum i hrom borida. Cirkonijum borid (ZrB 2) ima tačku topljenja od 3040°C. Proizvodi cirkonijum borida otporni su na azot i hlorovodonične kiseline, kao i rastopljeni metali i soli.

Krom-borid ima tačku topljenja od 1850°C. Proizvodi napravljeni od hrom-borida takođe su otporni na reaktivne metale. Koristi se kao materijal za izradu lonaca, poklopaca termoelemenata, visokotemperaturnih mlaznica plamenika itd.

Sulfidi. Torijum sulfid ima tačku topljenja veću od 2500°C. Lonci sa barijum-sulfidom se koriste za topljenje cerijuma, torijuma, magnezijuma i aluminijuma.

Cirkonijum i cirkonski vatrostalni materijali

Vatrostalni materijali koji sadrže cirkonijum dioksid mogu se podijeliti u dvije grupe - cirkonijum vatrostalni materijal i cirkon vatrostalni materijal. Cirkonijumski vatrostalni materijali, koji se pretežno sastoje od cirkonijum dioksida (ZrO 2), napravljeni su od prirodne pasmine- badelitni mineral ili iz rude cirkonija koja sadrži 80-99% ZrO 2 i do 20% nečistoća, oksida razni metali. Cirkonijum dioksid se takođe može dobiti veštačkim putem hemijskom obradom njegovih prirodnih jedinjenja. Punjenje za proizvodnju cirkonijumskih vatrostalnih materijala sastoji se od dobro mljevene, prethodno pečene cirkonijske mase u briketima i sirovog cirkonijum dioksida kao veziva (do 10%). Budući da se proizvodi od cirkonijum dioksida karakterišu volumnom isparljivošću tokom zagrijavanja i hlađenja, u punjenje se uvodi vapno radi stabilizacije. Proizvodi se oblikuju presovanjem ili liveju od tečne mase, pečene na temperaturi od 1700°C.

Cirkonijumske proizvode karakteriše visoka otpornost na vatru (oko 2500°C), visoka termička stabilnost (više od 25 toplotnih ciklusa vode), hemijska otpornost na kisele i bazične šljake. Na visokim temperaturama (oko 2000°C), cirkonij dioksid može stupiti u interakciju s dušikom i ugljikom, stvarajući krhke karbide i nitride, te sa osnovnom troskom. Cirkonijumski vatrostalni materijali se koriste u proizvodnji lonaca za topljenje obojenih metala.

Cirkonski vatrostalni materijali izrađeni su od cirkonijum silikata - cirkona (ZrO 2 SiO 2). Cirkonske stijene sadrže 56-67% ZrO 2 i 33-35% SiO 2 . Nečistoće su najčešće oksidi metala - Al 2 O 3 , TiO 2 , Fe 2 O 3 i dr. Proizvodnja cirkonskih vatrostalnih materijala je slična proizvodnji cirkonskih vatrostalnih materijala. Proizvodi od cirkona zadržavaju konstantan volumen tijekom grijanja i hlađenja, stoga se stabilizatori ne uvode u punjenje za njihovu proizvodnju. Glavna svojstva proizvoda od cirkona su viša tačka omekšavanja pod opterećenjem (1650°C) nego kod cirkonija i visoka termička stabilnost, otpornost na vatru od 1900-2000°C.

Karborund proizvodi

Karborund - silicijum karbid - dobija se kalcinacijom mešavine čiste kvarcni pijesak sa petrolej koksom ili antracitom, piljevinom i kuhinjskom solju. Proces formiranja karborunda počinje na 1600°C i završava se na 2000°C, odvijajući se prema reakcijama:

SiO 2 + 2C \u003d 2CO + Si (para)
Si+C=SiC
SiO 2 + 3C \u003d SiC + 2CO.

Prvo se formira amorfni karbound, koji na temperaturama iznad 1900 ° C gotovo potpuno prelazi u kristalni. piljevina uveden u smjesu radi povećanja poroznosti karborunda i potpunijeg uklanjanja isparljivih tvari. Prisustvo kuhinjske soli pomaže u uklanjanju nečistoća, koje, formirajući kloridna jedinjenja s NaCl, isparavaju kada se zagrijavaju. Čisti karborund odgovara formuli SiC (70,4% Si i 29,6% C). Tehnički karborund sadrži željezni karbid, koloidni ugljik i razne smole kao nečistoće. Karborund se ne topi, ali se na temperaturama iznad 1900-2000°C razlaže na silicijum (para) i ugljenik (grafit). Vatrostalnost proizvoda karborunda ~ 2000-2200 ° C.

Ovisno o izvornom materijalu i načinu proizvodnje, razlikuju se dvije vrste proizvoda od karborunda:

  1. proizvodi na glinenom vezivu, ferosilicijumu ili drugim mineralnim vezivnim sredstvima (karbofrak);
  2. proizvodi rekristalizirani bez veziva (refrakcijski).

Početni materijali za proizvodnju Carbofrax proizvodi služe drobljeni kristalni karborund (60-90%) i vatrostalna glina (vezivo). Proizvodi se oblikuju polusuhim presovanjem ili nabijanjem.

Nakon sušenja proizvodi se peku na temperaturi od 1380-1450 °C.

Carbofrax proizvode karakterizira dovoljno visoka otpornost na toplinu (najmanje 20 toplinskih ciklusa zraka), visoka toplinska provodljivost, koja opada sa povećanjem gline u punjenju, visoka prividna poroznost i visoka mehanička čvrstoća. Tačka omekšavanja pod opterećenjem zavisi od
količina glinenog veziva, kada je sadržana u količini od 10-20%, početak omekšavanja se javlja na 1750°C. Dobro odolijeva dejstvu kiselih silicijum troske i dejstvu kiselina (osim HF i HNO 3) , ali pod uticajem alkalija i oksida teški metali karborund se brzo raspada. Nije vrlo stabilan u oksidirajućoj atmosferi, oksidira prema reakciji 2SiC + 3O 2 = 2SiO 2 + 2CO (SiO 2 film formiran na proizvodu donekle ga štiti od dalje oksidacije).

Karborundum proizvodi na ferosilicijskoj vezi odlikuju se manjom poroznošću (oko 10%), a time i manjom propusnošću plina i većom otpornošću na šljaku.

Refraktivni proizvodi izrađeni su od fino usitnjenog kristalnog karborunda na organskom vezivu i pečeni na temperaturi od 2300°C. Tokom pečenja, karborund se rekristalizira, zbog čega proizvod dobiva snagu. Refraktivne proizvode karakterizira viša temperatura
početak deformacije pod opterećenjem, visoka termička stabilnost (do 150 termičkih ciklusa vode), znatno veća toplotna provodljivost, ali se lako oksidiraju, jer imaju značajnu poroznost.

Ploče za prigušivače, obloge električnih peći i peći za topljenje elektronskim snopom, kalupi za livenje aluminijuma, kolone za destilaciju za proizvodnju cinka, grejači za elektrootporne peći, rekuperatori izrađuju se od karborunda.

Carbon Refractories

Ugljenični vatrostalni materijali sadrže najmanje 30% C i karakterišu ih visoka vatrostalnost, otpornost na toplotu, otpornost na trosku, toplotnu provodljivost i električnu provodljivost. Ugljični vatrostalni materijali se mogu podijeliti u dvije grupe - koksni vatrostalni materijali koji se uglavnom sastoje od ugljičnih materijala (koks i dr.) i grafitni vatrostalni materijali koji sadrže grafit i glinene materijale.

Za koksni vatrostalni materijal sirovina je livački kolač ili petrolej koks, koji ne sadrži pepeo za povećanje električne provodljivosti. Kao vezivo koristi se antracensko ulje i smole sa dodatkom bitumena. Nakon oblikovanja i sušenja proizvodi se peku u redukcionoj atmosferi na temperaturi od 1000-1320°C. Vatrostalni materijal za koks karakteriše visoka vatrostalnost (preko 3000°C), visoka termička stabilnost i postojanost zapremine. Pod opterećenjem pri visokim temperaturama praktički nema deformacija. Vatrostalni materijal za koks ne vlaže troska, stoga ih ne uništavaju, imaju visoku toplinsku i električnu provodljivost. Glavni nedostatak ugljičnih proizvoda je brza oksidacija, pa se mogu koristiti samo u redukcijskoj atmosferi ili ispod sloja drugih vatrostalnih materijala.

Cilindrični proizvodi se koriste kao elektrode u lučnim pećima.

Grafit nastaje prirodno i dobiva se umjetno zagrijavanjem antracita ili petrolej koksa u električnim pećima na temperaturi od 2300°C.
legure. Punjenje za njihovu proizvodnju se sastoji od 30-35% grafita u pahuljici, 30-45% šamota i 30-40% vatrostalne gline. Lonci se oblikuju u gipsane ili metalne kalupe, pažljivo suše i peku u redukcionoj atmosferi u specijalnim kapsulama punjenim ugljem na temperaturi od 700-900°C.Pre upotrebe lonci moraju biti kalcinisani na temperaturi od 1200°C do ukloniti higroskopnu vlagu. Vatrostalnost grafitnih proizvoda je oko 2000 ° C. Ne deformiraju se pod opterećenjem do temperature od 2000 ° C, odlikuju se konstantnim volumenom (uočava se samo blago širenje kada se zagrije). Grafitni proizvodi su neutralni i imaju visoku otpornost na šljaku, ali pri visokim temperaturama ugljik stupa u interakciju s kiselim i bazičnim šljakama, reducira okside i sam oksidira. Zbog toga su lončići korodirani šljakom uglavnom na gornjem nivou. Karakteristično svojstvo grafitnih lonaca je visoka toplinska i električna provodljivost, što određuje njihovu upotrebu u indukcijskim loncima.

Grafitne elektrode koje se koriste u električnim lučnim pećima izrađuju se grafitiziranjem ugljičnih elektroda. Da bi se to postiglo, struja se prolazi kroz elektrode prekrivene koksom u peći, zagrijavajući ih na 2000 ° C. Na ovoj temperaturi dolazi do grafitizacije ugljičnih proizvoda.

Hromiti, hrom-magnezitni i magnezitno-kromitni vatrostalni materijali

Chromite, ili hroma željezna ruda, in čista forma odgovara hemijskom jedinjenju Cr 2 O 3 FeO sa sadržajem od 67,9% Cr 2 O 3 i 32,1% FeO. Osim toga, uvijek sadrži određenu količinu nečistoća, uglavnom MgO, Al 2 O 3 , SiO 2 itd. Kao najvrednija ruda za proizvodnju hroma, hromova ruda gvožđa se koristi i kao vatrostalni materijal. Shema proizvodnje kromitnih proizvoda u osnovi je ista kao i za proizvode od magnezita. Prilikom pečenja kromitnih proizvoda, kao rezultat reakcija između hromita i drugih vatrostalnih oksida, nastaju forsterit, visoko vatrostalni špineli i druga jedinjenja, što povećava vatrostalna svojstva proizvodi. Glavna svojstva kromitnih proizvoda su sljedeća: relativno visoka vatrostalnost (~ 1850 ° C), ali niska temperatura početka deformacije (~ 1470 ° C), otpornost na toplinu koja ne prelazi 20 toplinskih ciklusa zraka, dobra otpornost i na kisele i osnovne troske, ali se uništavaju stvaranjem ferohroma u redukcionoj atmosferi.

Krom-magnezitni vatrostalni materijali se proizvode od hromita i metalurškog magnezita, sa sadržajem punjenja od 50-60% hromita i 40-50% metalurškog praha.

magnezit-hromit vatrostalni materijali imaju 25-30% hromita i 65-70% magnezita u punjenju. Povećanje sadržaja magnezita povećava temperaturu početka deformacije i toplinsku otpornost proizvoda. Šema za proizvodnju proizvoda hromomagiezita i magnezita-kromita slična je shemi za proizvodnju proizvoda od magnezita.

Glavna svojstva krom-magnezitnih proizvoda su visoka vatrostalnost (~ 1950°C), relativno niska temperatura početka deformacije (1450-1530°C), niska otpornost na toplinu, relativno visoka poroznost, visoka otpornost na djelovanje bazičnih i kisele šljake. Svojstva magnezit-kromitnih vatrostalnih materijala određuju se granulometrijskim sastavom punjenja, pritiskom tokom presovanja proizvoda i temperaturom pečenja.

Svojstva proizvoda od mješavine finih frakcija, proizvedenih presovanjem pod pritiskom od 80-130 MPa i pečenih na temperaturi od 1500-1600°C, ista su kao i hrom-magnezit, sa nešto višom temperaturom. početka deformacije i znatno veće otpornosti na toplinu. magnezit-hromit
proizvodi visoke gustine, za koje se punjenje sastoji od fino mljevenog magnezitnog sintera i velikih frakcija hromita, presuju se pod pritiskom od najmanje 130 MPa i peku na temperaturi od 1700-1750 °C. Glavna svojstva takvih proizvodi su visoke vatrostalnosti (~ 2000°C) i otpornosti na toplinu i velike gustine (niske poroznosti), što produžava vijek trajanja ovih proizvoda za 1,5 puta.

Krom-magnezitni i magnezitno-kromitni proizvodi koriste se za polaganje zidova i svodova visokotemperaturnih peći - lučnih, grijaćih i topljenih.

Vatrostalni materijali od forsterita i talka

Forsterit vatrostalni materijali su materijali čija je glavna komponenta hemijsko jedinjenje- forsterit 2MgO SiO 2 . Sirovine za izradu forsteritnih vatrostalnih materijala su magnezijsko-silikatne stijene - oliviniti, sliviniti, serpentiniti itd. U proizvodnji vatrostalnih materijala punjenju se dodaje MgO za pretvaranje topljivih magnezijevih silikata u forsterit, a željeznih oksida u magnezijev ferit. Višak MgO u punjenju povećava otpornost proizvoda na trosku i ubrzava stvaranje krhotine. Naboj se sastoji od finih frakcija komponenti (<0,5 мм). В качестве связки добавляют сульфатно-спиртовую барду или патоку. Процесс изготовления такой же, как и при изго­товлении магнезиальных огнеупоров. Форстеритовые изделия обла­дают высокой огнеупорностью (1830-1880° С) и температурой начала деформации под нагрузкой (1580-1620° С). Термическая стойкость невысока (14 воздушных теплосмен) и соответствует тер­мической стойкости магнезитовых изделий, но коэффициент тепло­проводности их значительно ниже. По химической стойкости они являются слабоосновными. В изделиях возможно структурное рас­трескивание при поглощении окислов железа. Форстеритовые изде­лия, обладающие сравнительно высокими рабочими характеристика­ми, могут во многих случаях заменить магнезитовые.

Glavna komponenta talka je magnezijev silikat (3MgO×4SiO 2 H 2 O). Prirodni talk ima kristalnu strukturu i svijetlosive je boje i lako se obrađuje. Vatrostalni proizvodi se pile od talka i peku na temperaturi od 1000-1300 ° C, a kada se zagrije na 900 ° C, talk se raspada:

3MgO 4SiO 2 H 2 O \u003d 3MgSiO 3 + SiO 2 + H2O.

Silicijum se oslobađa uglavnom u obliku kristobalita. Formiranje kristobalita, koji ima malu gustinu, sprečava skupljanje tokom pečenja. Stoga se volumen proizvoda od talka gotovo ne mijenja pri zagrijavanju. Proizvodi od talka su dobro otporni na djelovanje željeznih troske i željeznog oksida, imaju visoku otpornost na toplinu, nisku temperaturu početka deformacije (1350-1400°C), a iznad ove temperature deformacija se javlja brzo i oštro.

U obojenoj metalurgiji proizvodi od talka se koriste za oblaganje reverberacijskih peći za topljenje bakra do rupe od šljake.

Dolomitni vatrostalni materijali

Dolomitski vatrostalni materijali se prave od minerala dolomita, koji je u svom čistom obliku dvostruka karbonatna so magnezijuma i kalcijuma (MgCO 3 CaCO 3). Prirodni dolomit sadrži i SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 i neke druge nečistoće. Dolomiti koji sadrže manje od 4% nečistoća koriste se u metalurgiji. Dolomitni vatrostalni materijali se koriste kako u obliku pečenog metalurškog praha, tako iu obliku proizvoda u komadu. Kao rezultat pečenja dolomitnih sirovina na temperaturi od 850 ° C, dobiva se kaustični dolomit.

Karakteristika dolomitnih proizvoda je nemogućnost pečenja "čvrsto", jer samo MgO, koji tokom pečenja stvara periklaz, praktično gubi sposobnost hidratacije. Slobodni kalcijum oksid CaO nakon pečenja može se hidratizirati. Stoga se spaljeni dolomit može čuvati samo u zatvorenom prostoru i to ne duže od 2-2,5 mjeseca. Sagorevanje dolomita "nategnuto" i njegovo sinterovanje uz gubitak sposobnosti hidratacije moguće je samo zbog fluksiranja nečistoća koje vezuju aktivni kalcijum oksid. Najbolji rezultati se postižu uvođenjem silicijum dioksida u smešu, koji sa CaO formira trikalcijum silikat 3CaO SiO 2. Za stabilizaciju 3CaO SiO 2 dodaju se jedinjenja P 2 O 3 i B 2 O 3. Od smjese se presuju briketi koji se peku do sinterovanja. Nakon pečenja dobija se klinker koji se sastoji od periklaza, trikalcijum silikata, kristalnog kalcijum oksida, kalcijum ferita (2Fe 2 O 3 CaO) i stakla. Zdrobljeni klinker se oblikuje u proizvode pod pritiskom od 50-60 MPa, koji se nakon sušenja peku na temperaturi od oko 1550°C. Pečeni proizvodi su vodootporni i mogu se čuvati dugo vremena.

Poznata je i proizvodnja proizvoda od smole dolomita, koji se mogu koristiti i pečeni i nepečeni. Za proizvodnju takvih proizvoda koristi se spaljeni dolomit, zdrobljen do veličine zrna manje od 8 mm. Vezivo je dehidrirana smola, koja se sastoji od 60-70% smole i 40-30% antracenskog ulja. Mase se mešaju na temperaturi od 50-100°C Pripremljena masa se presuje i peče na temperaturi od 1000-1100°C u redukcionom okruženju. Budući da u ovim proizvodima MgO i CaO ostaju uglavnom u slobodnom stanju i sposobni su za hidrataciju, proizvodi od dolomitne smole su vodootporni i mogu se uništiti tokom dugotrajnog skladištenja. Isto vrijedi i za proizvode od smolastog dolomita koji se ne peče.

Dolomit vodootporni proizvodi imaju prilično visoku otpornost na vatru (1780-1800 ° C), ali nisku temperaturu početka deformacije (1540-1550 ° C), otporni su na djelovanje osnovnih troske i imaju visoku čvrstoću na visokim temperaturama . Njihov koeficijent toplotne provodljivosti je skoro tri puta manji od koeficijenta toplotne provodljivosti magnezitnih proizvoda. Proizvodi od smole i dolomita odlikuju se dobrom otpornošću na djelovanje osnovnih troske, visokom temperaturom početka deformacije i dovoljno visokom termičkom stabilnošću.

Dolomitni vatrostalni materijali, kao i magnezitni vatrostalni materijali, koriste se u obliku metalurškog praha za navarivanje ognjišta i proizvoda u konstrukciji peći.

Magnezitni vatrostalni materijali

Magnezitni vatrostalni materijali su vatrostalni materijali koji sadrže 90% ili više MgO. Sirovina za proizvodnju magnezitnih vatrostalnih materijala je mineral magnezit MgCO 3 ili magnezijum oksid hidrat Mg(OH) 2 dobijen iz morske vode. Magnezit se u prirodi nalazi u amorfnom obliku i kao kristalni magnezitni mač. Amorfni magnezit je gotovo čisti magnezijum karbonat, kristalni sadrži nečistoće u vidu CaCO 3 , FeCO 3 , Al 2 O 3 , SiO 2 i dr. Sadržaj FeCO 3 u magnezitu dostiže 8%, a gvožđe pri pečenju deluje kao mineralizator .

Nalazišta kristalnog magnezita nalaze se u SSSR-u na južnom Uralu u blizini stanice Satka. U nekim zemljama koje nemaju ležišta magnezita ekstrakcija soli magnezija iz morske vode i proizvodnja magnezijum oksid hidrata taloženjem organiziraju se prema reakcijama:

MgCl 2 + Ca (OH) 2 \u003d Mg (OH) 2 + CaCl 2;
MgSO 4 + Ca (OH) 2 \u003d Mg (OH) 2 + CaSO 4.

Magnezit se nakon vađenja peče na temperaturi od 800-900°C radi potpunog uklanjanja CO 2 i eventualno potpunijeg sinterovanja:

MgCO 3 \u003d MgO + CO 2 - 117780 kJ.

Rezultirajući kalcinirani MgO, tzv kaustičnog magnezita, sposoban da hidrira i reapsorbuje CO 2 . Stoga se kaustični magnezit ne koristi kao sirovina za proizvodnju vatrostalnih materijala, već se koristi kao vezivo, jer ima dobra svojstva cementiranja.
Da bi se dobio materijal otporan na vodu i C 0 2, magnezit se mora peći do potpunog sinterovanja („čvrsto”) na temperaturi ne nižoj od 1600 ° C. U ovom slučaju, MgO kristalizira u obliku periklasa - magnezitne modifikacije koja mnogo je otporniji na vodu i CO2.

Sinterovani magnezit služi kao sirovina za proizvodnju metalurškog praha i topljenog magnezita. U prvom slučaju, magnezitni kolač se usitnjava do veličine zrna od 5 mm u finu prašinu i prosijava uz odvajanje na frakcije. U ovom obliku naziva se metalurški prah.

Da bi se dobio topljeni magnezit, njegov sinter se topi u elektrolučnim pećima. Krupnokristalni magnezit bez nečistoća nastaje iz taline hlađenjem. Taljeni magnezit sadrži 95% ili više MgO. Od taline se izrađuju livene grede i cigle koje imaju veliku gustoću i otpornost na trosku. Za proizvodnju proizvoda kalupljenjem ili punjenjem, topljeni magnezit se usitnjava i prosijava s klasifikacijom na frakcije.

U proizvodnji magnezitnih proizvoda od metalurškog praha ili drobljenog taljenog magnezita izrađuje se punjenje određenog granulometrijskog sastava. S obzirom da spaljeni magnezit nema plastičnost, punjenju se dodaje vezivo koje se koristi kao sulfatno-alkoholna traka, fino mljevena glina (ne više od 2%) ili kaustični magnezit. Masa se navlaži do 3-5% vlažnosti, dobro promeša i stavi u posebno skladište na 4-5 dana da odleži. U tom slučaju dolazi do hidratacije čestica poput prašine, što masi daje veću plastičnost.

Proizvodi od magnezita se oblikuju na hidrauličnim presama pod pritiskom od najmanje 90 MPa, a što je veći pritisak presovanja, proizvodi su gušći i otporniji na toplotu. Nakon sušenja, tokom kojeg dolazi do povećanja mehaničke čvrstoće zbog prelaska koloidnog magnezijum hidroksida u kristalni, proizvodi se peku na temperaturi od 1600°C 6-7 dana.

Uz proizvode od pečenog magnezita koriste se i nepečeni proizvodi. U njihovoj proizvodnji metalurškom prahu veličine zrna do 2-3 mm dodaju se hrom-gvozdena ruda i vezivo - sulfatno-alkoholna barda, melasa i dr. Nepečeni proizvodi se presuju pod pritiskom do 100 MPa. Nakon sušenja na temperaturi od 200-300 ° C, proizvodi dobijaju dovoljnu mehaničku čvrstoću bez naknadnog pečenja.

Proizvodi od magnezita imaju vrlo visoku vatrostalnost (iznad 2000°C), otporni su na djelovanje bazične troske, ali na visokim temperaturama ih uništavaju oksid željeza, ugljik i karbidi teških metala, te nisu jako otporni na vodenu paru. Proizvodi od magnezita imaju visoku toplotnu provodljivost, ali sa povećanjem
temperatura se smanjuje. Temperatura početka deformacije je relativno niska (1500-1600 ° C), međutim, s povećanjem temperature pečenja i smanjenjem količine nečistoća, može se povećati.

Veliki nedostatak magnezitnih proizvoda je njihova niska termička stabilnost – proizvodi mogu izdržati samo 4-9 toplotnih ciklusa vazduha, tako da peći sa magnezitnom oblogom treba da se greju i hlade veoma sporo. Niska toplinska otpornost magnezitnih proizvoda posljedica je razlike u koeficijentima linearne ekspanzije periklaza i montičelitnog veziva. Zamjena montičelitnog veziva aluminoznim vezivom omogućava dobijanje proizvoda od magnezita otpornih na toplinu, budući da su koeficijenti linearne ekspanzije periklaza i aluminoznog spinela (MgO Al 2 O 3) blizu. Ovi proizvodi imaju niži faktor linije
otpornost na ekspanziju i toplinu, 20 puta veća od toplinske otpornosti konvencionalnih proizvoda. Da bi se dobili gusti proizvodi od magnezita velike gustine, punjenju se dodatno dodaje 3% TiO 2, što povećava gustinu lopatice. Prividna poroznost ovih proizvoda je 10-15%.

Proizvodi s visokom temperaturom početka deformacije mogu se dobiti zamjenom montičelitnog veziva forsteritom (2MgO SiO 2). U proizvodima iz šarže, u kojima se 10-15% kvarcnog peska ili drugih silicijumskih materijala i 5% kaustičnog magnezita unese u 80-85% metalurškog praha, nakon pečenja sadrži 8-10% silicijum dioksida, koji povećava početnu temperaturu omekšavanja na 1600-1630 ° C, ali je njihova otpornost na toplinu niska.

Proizvodi od topljenog magnezita odlikuju se visokom temperaturom početka deformacije (1660°C), niskom poroznošću i značajnom otpornošću na toplinu, ali je njihova cijena visoka i stoga je njihova upotreba ograničena.

Glavna primjena magnezitnih vatrostalnih materijala u obojenoj metalurgiji je polaganje zidova i ložišta peći za topljenje miješalica. Metalurški prah se koristi za ložište zavarivanja.

Vatrostalni materijal sa visokim sadržajem glinice

Vatrostalni materijali koji sadrže više od 45% Al 2 O 3 nazivaju se visokom glinicom. Za njihovu proizvodnju korišteni su minerali silimanit grupe (kijanit, andaluzit, silimanit koji sadrži aluminosilikate tipa Al 2 O 3 SiO 2), hidrati glinice (hidrargilit Al 2 O 3 3H 2 O, boksit Al 2 O 3 nH 2 O, dijaspore Al 2 O 3 H 2 O) i vještačke sirovine - tehnička glinica i elektrokorund. Tehnička glinica, koja je proizvod hemijske obrade boksita sa naknadnim kalcinacijom na temperaturi od 1000-1200°C, sadrži više od 90% Al 2 O 3 . Elektrokorund se dobija topljenjem materijala koji sadrže Al 2 O 3 u električnim pećima, nakon čega slijedi prečišćavanje od
nečistoće.

Glavne kristalne faze vatrostalnih materijala s visokim sadržajem glinice su mulit i korund. Kada je sadržaj u sirovini manji od 72% Al 2 O 3 jedina stabilna čvrsta faza je mulit (3Al 2 O 3 × 2SiO 2). Sav višak silicijum dioksida i nečistoće formiraju staklastu tvar, koja se na visokim temperaturama pretvara u tekućinu. Sa povećanjem sadržaja Al 2 O 3 pojavljuje se još jedna stabilna čvrsta faza - korund. Istovremeno, dolazi do povećanja sadržaja čvrste faze (vidi sliku 88) i smanjenja sadržaja tečnosti, što dovodi do povećanja vatrostalnosti proizvoda.

Postoje dva načina za proizvodnju proizvoda s visokim sadržajem glinice: kalupljenje praćeno pečenjem (sinterovani proizvodi) i livenje u taljenju (liveni proizvodi).

Prilikom formiranja sinteriranih proizvoda koristi se grog sa visokim sadržajem glinice pečen na 1500-1600 ° C. Kao vezivo koriste se najčistije vatrostalne gline i kaolini ili privremeno vezivne organske tvari (npr. parafin) koje izgaraju prilikom pečenja. Proizvodi na bazi organskog veziva imaju višu tačku omekšavanja. Nakon oblikovanja i sušenja proizvodi se peku na temperaturi od 1600-1650 °C

Gustoća sinteriranih proizvoda se značajno povećava, a temperatura sinteriranja se smanjuje na 1500°C kada se u kalupnu masu unese 2-3% TiO 2.

Liveni proizvodi se proizvode od talina dobivenih topljenjem sirovina u lučnim pećima. Naplatu za proizvodnju livenih mulitnih proizvoda čine mineral silimanit grupe, koks i čelični otpad. Kada se naboj rastopi, nastaje mulit prema reakciji 3(Al 2 O 3 SiO 2) + Fe + 2C = FeSi + 3Al 2 O 3 × 2SiO 2 + 2CO.

Rastopljeni mulit izliven u posebne kalupe se vrlo sporo hladi (u roku od 4-10 dana), čime se ublažavaju unutrašnja naprezanja u proizvodima, a zatim polira do željene veličine.

Proizvodi sa visokim sadržajem glinice imaju visoku vatrostalnost (1770-1920°C), dobru otpornost na trosku, visoku mehaničku čvrstoću, veliku gustinu, visoku toplotnu provodljivost i otpornost na toplotu. Proizvodi od korunda imaju visoku temperaturu početka deformacije.

Liveni proizvodi sa visokim sadržajem glinice imaju vrlo visoku mehaničku čvrstoću i otpornost na šljaku sa bilo kojim sastavom šljake, ali su podložni pucanju na visokim temperaturama.

Šamot i šamotni proizvodi

Šamot - aluminosilikatni vatrostalni materijal - je pečena do konstantne zapremine, masa vatrostalne gline ili kaolina koja je izgubila plastičnost. Glina je proizvod razaranja određenih stijena, uglavnom granita, gnajsa, porfira. Nastali vodeni aluminosilikat Al 2 O 3 ·2SiO 2 ·2H 2 O, nazvan kaolinit, glavni je sastojak vatrostalnih glina i kaolina. Kaolini sadrže manje nečistoća od vatrostalnih glina, pa se od njih prave bolji proizvodi.

Najvažnija svojstva gline su plastičnost, sposobnost vezivanja i sposobnost sinterovanja.

plastičnost naziva se sposobnost navlažene gline u pastoznom stanju da poprimi zadati oblik, koji se ne mijenja nakon prestanka pritiska i uklanjanja vode. U zavisnosti od plastičnosti, razlikuju se plastične (masne) i mršave gline.

Sposobnost vezivanja- sposobnost gline uz dodatak određene količine neplastičnog materijala u osušenom stanju da daje izdržljiv materijal. Plastične gline imaju veći kapacitet vezivanja od mršavih.

Voda u glinama sadržana je u obliku higroskopne, miješane i kemijski vezane vode. Higroskopna zove se voda, koju glina upija iz okoline. Vazdušno suha glina uvek sadrži higroskopnu vodu. Mešanje vode- ovo je količina dodane vode koja odgovara optimalnoj plastičnosti gline. Hemijski vezana voda se uglavnom nalazi u kaolinitima.

Prilikom sušenja, zbog djelomičnog gubitka vode, miješanje vatrostalnih glinenih proizvoda smanjuje zapreminu za 12-15% za posne gline i za 25-30% za masne. Kada se glina zagrije na 150°C, uklanjaju se ostaci vode za miješanje i higroskopne vode. Daljnjim zagrijavanjem u temperaturnom rasponu od 450-650 ° C oslobađa se kemijski vezana voda, a plastičnost se potpuno gubi. Zagrijavanje iznad 930°C praćeno je stvaranjem mulita, dok dolazi do požarnog skupljanja, koje je nepovratno.

Caking- sposobnost gline na određenim temperaturama pečenja da formira gustu, izdržljivu krhotinu, nazvanu šamot. Šamot se ne skuplja i ima visoku mehaničku čvrstoću, otpornost na šljaku, hemijsku otpornost.

Vatrostalnost glina zavisi uglavnom od njihovog sastava i leži u rasponu od 1580-1770 °C. Na sl. 88 je dijagram stanja sistema SiO 2 -Al 2 O 3, koji pokazuje da povećanje sadržaja glinice iznad eutektičkog sastava povećava vatrostalnost. Sve nečistoće smanjuju vatrootpornost gline. Alkalije K 2 O i Na 2 O uzrokuju posebno snažno smanjenje vatrostalnosti, pa je njihov sadržaj u glinama iznad 1% nepoželjan.

Ovisno o odnosu Al 2 O 3 i SiO 2 u sastavu glina dobijaju se polukiseli, šamotni ili visoko-aluminijski vatrostalni materijali.

Proizvodi od šamote, koji se najčešće koriste u konstrukciji metalurških peći, izrađuju se od mješavine nepečene plastične vatrostalne gline u prahu i mljevenog šamota kao mršave komponente. Prisutnost šamota u punjenju smanjuje skupljanje i pucanje proizvoda pri zagrijavanju. Proizvodnja šamotnih proizvoda uključuje proizvodnju šamota, pripremu plastične gline i izradu proizvoda od njihove mješavine.

Proces dobijanja šamota se sastoji od pečenja gline za šamot na temperaturi od 1300-1400°C. Šamot se nakon pečenja prvo podvrgava grubom drobljenju, a zatim finom mlevenju. Samljeveni šamot se prosijava sa odvajanjem na frakcije prema veličini zrna.

Priprema vatrostalne gline sastoji se od njenog čišćenja od mehaničkih nečistoća i sušenja u bubnjevima za sušenje. Osušena glina melje se u mlinovima.

Postoje dva načina proizvodnje proizvoda - plastično oblikovanje i polusuho prešanje. At plastično oblikovanjeŠamotni proizvodi određenog granulometrijskog sastava miješaju se sa glinom u suhom mikseru, a za obične šamotne proizvode mješavina se sastoji od 50-60% šamota i 50-40% vatrostalne gline. Nakon suhog miješanja, masa se šalje u mokri mikser, navlažen do 16-24% (suha masa), a sa uljnim glinama i više. Proizvodi se kalupuju na presama pod pritiskom od 1500-2000 kPa.

At polusuvo presovanje proizvoda, sadržaj vlage presovane mase je mnogo manji od 6-9%. Omjer šamota i gline uzet je isti kao kod plastičnog kalupa, ali se dio plastične gline prethodno pomiješa s vodom da se dobije kaša kojom se vlaže zrna šamota. Šamot navlažen slip i preostala glina se stavljaju na miješanje (kada se šamot doda u šamot, postiže se dobro omotavanje šamotnih zrna glinom). Sa slip-om se u masu unosi sva potrebna voda za miješanje. Polusuva masa se presuje na mehaničkim presama pod pritiskom od 10-60 MPa. Metoda polusuhog presovanja je postala široko rasprostranjena, jer se proizvodi manje skupljaju tokom sušenja i pečenja (oko 2-3%) i gušći su, mehanički čvrsti i otporniji na toplinu. Međutim, metodom polusuhog prešanja teško je proizvesti proizvode složenog oblika i masivne. Prednost plastičnog oblikovanja je njegova relativno niska cijena, posebno u proizvodnji proizvoda složenog oblika.

Oblikovani ili presovani proizvodi se suše. Tokom procesa sušenja, većina vode za miješanje se uklanja, a istovremeno se smanjuje volumen proizvoda (dolazi do skupljanja). Kako bi se spriječilo savijanje i pucanje proizvoda, sušenje se provodi postupnim i ravnomjernim zagrijavanjem. Obično se sušenje vrši u posebnim uređajima na temperaturi od 110-120 ° C.

Nakon sušenja, sirovi šamot sa sadržajem vlage 3-5% ide na pečenje, koje je neophodno da se sva glina koja je u sastavu sirovog šamota pretvori u šamot. Tokom prvog perioda pečenja, polaganim podizanjem temperature na 200°C (brzinom od 5°C/min), uklanja se ostatak vode za mešanje i higroskopna vlaga. U drugom periodu, kada temperatura poraste od 200 do 900°C, oslobađa se hemijski vezana voda. Zatim se temperatura podiže na 1350°C brzinom od 10-12°C u minuti. U tom periodu dolazi do formiranja mulita i složenih procesa stvaranja silikata gvožđa, alkalnih metala i drugih jedinjenja. Nakon pečenja, temperatura se polako spušta na 40-50°C.

Zajednička svojstva šamotnih proizvoda su niska vatrostalnost (1610-1730°C u zavisnosti od klase), relativno niska temperatura početka deformacije pod opterećenjem (1200-1400°C), povećana prividna poroznost (13-28%), relativno visoka termička stabilnost, niska toplotna provodljivost, dobra otpornost na kisele (sa visokim sadržajem SiO 2) i bazične (sa visokim sadržajem Al 2 O 3) šljake, visoka otpornost na habanje i niska cena. Glavne karakteristike šamotnih proizvoda date su u Dodatku IV.

Raznolikost proizvoda od šamota uključuje multi-šamot, ne-šamot, kaolin i polu-kiseline proizvode. Višešamotni proizvodi izrađuju se od punjenja sa visokim sadržajem šamota 80-95% i 20-5% veziva vatrostalne gline. Granulometrijski sastav šamota je odabran tako da se dobije što gušće pakovanje zrna. Glina se dodaje u obliku listića. Da bi se povećala sposobnost vezivanja gline, u šaržu se unose adhezivni aditivi (sulfitno-alkoholni ostatak oko 0,4%). Pritisak tokom oblikovanja je 40-50 MPa. Sušenje skoro da nije potrebno. Pečenje se izvodi po uobičajenom programu za šamot. Temperatura pečenja je 1400°C. Proizvodi od višešamotnih vatrostalnih materijala odlikuju se visokom mehaničkom čvrstoćom na pritisak, malom poroznošću, visokom toplotnom otpornošću (do 100 ili više termičkih ciklusa), malim skupljanjem i, stoga, visokom preciznošću dimenzija i oblika.

Proizvodi bez šamote, u kojima je grog zamijenjen suvim sulfatnim glinama, imaju nisku poroznost, visoku mehaničku čvrstoću i termičku stabilnost. Proizvodi bez šamota dobivaju se polusuhim presovanjem.

Kaolin proizvodi izrađuju se od mješavine koja se sastoji od 70% kaolina prethodno kalciniranog na temperaturi od 1400°C, 15% sirovog kaolina i 15% plastične vatrostalne gline. Proizvode se polusuvim presovanjem pod pritiskom od 40-60 MPa. Temperatura pečenja je 1450-1500°C. U poređenju sa šamotnim kaolinskim proizvodima, oni imaju veću vatrostalnost, višu temperaturu deformacije pod opterećenjem, kao i veću termičku stabilnost i otpornost na šljaku.

Polukiseli proizvodi po svom sastavu su između dinasa i šamota. Izrađuju se od mršavih ili umjetno mršavih glina ili kaolina i sadrže 15-30% Al 2 O 3 i najmanje 65% SiO 2 . Budući da se glina pri pečenju skuplja, a silicijum povećava zapreminu, pri određenom kvantitativnom odnosu gline i silicijum dioksida, moguće je dobiti proizvode koji praktički ne mijenjaju dimenzije tokom dužeg zagrijavanja. Polukiseli proizvodi imaju otpornost na vatru blisku otpornosti na šamot, smanjenu otpornost na toplinu, ali povećanu temperaturu početka omekšavanja pod opterećenjem i nisko skupljanje. Kaolin povećava termičku stabilnost polu-kiselinskih vatrostalnih materijala. Polukiseli proizvodi imaju relativno nisku poroznost.

Dinas refractors

Dinas je vatrostalni materijal napravljen od kvarcita ili kvarcnih stijena i koji sadrži najmanje 93% SiO 2 .

Silicijum može postojati u jednoj amorfnoj i sedam kristalnih modifikacija, koje se, imaju isti hemijski sastav, međusobno razlikuju po nekim svojstvima (oblik kristala, gustina, indeks prelamanja itd.). Kristalne modifikacije silicijum dioksida nazivaju se prirodnim kristalima: kvarc, tridimit i kristobalit, pri čemu je svaki od glavnih oblika podijeljen na α-, β- i γ-fazu.

U prirodi je β-kvarc najčešći. Javlja se samostalno pod nazivom "kvarc" i kao sastavni dio mnogih stijena: granita, gnajsa, pješčenjaka, itd. Kada se zagrije, silicijum prelazi iz jedne modifikacije u drugu. Transformacije SiO 2 mogu se odvijati na dva načina, koji se međusobno bitno razlikuju. Prvi uključuje transformacije između različitih modifikacija unutar glavnih oblika silicijum dioksida: kvarca, tridimita i kristobalita (Sl. 87). Ove transformacije su reverzibilne i brzo se odvijaju.

Druga grupa uključuje transformacije između glavnih oblika silicijum dioksida - takve se transformacije odvijaju vrlo sporo, a transformacije kvarca u tridimit ili kristobalit su praktički nepovratne.

Brzina sporih transformacija raste s povećanjem temperature, povećanjem finoće, a također i u prisustvu mineralizatora (fluksova). U proizvodnji dinasa koriste se kreč i materije koje sadrže željezni oksid. U procesu pečenja dinasa, CaO i FeO sa silicijumom formiraju topljive silikate, koji na visokim temperaturama rastvaraju silicijum dioksid. Silicijum kristališe iz prezasićenog rastvora u obliku modifikacije koja je manje rastvorljiva na temperaturi kristalizacije.

Pošto modifikacije kermnezema imaju različite gustine, zapremine se menjaju tokom transformacija (vidi sliku 87).

Stepen prijelaza kvarca u tridimit i kristobalit može se suditi po gustini pečenih predmeta. Što je gustoća manja, prijelaz je potpuniji. Prilikom pečenja poželjno je što više pretvoriti kvarc u tridimit, koji ima manju promjenu zapremine pri hlađenju. Ako postavite peć od lagano pečene cigle, u kojoj se kvarc nije pretvorio u kristobalit ili tridimit, tada će se ove transformacije dogoditi u zidu kada se peć zagrije. U tom slučaju, volumen cigle će se značajno povećati, a zidanje se može srušiti. Dinasovi proizvodi, u kojima se tokom pečenja većina kvarca pretvorila u tridimit ili kristobalit, nazivaju se tridimitizovanim ili tridimit-kristobalit.

Sirovina za proizvodnju dinasa su kvarciti koji sadrže najmanje 95% SiO 2 . Kvarciti se sastoje od malih i mikroskopskih zrna kvarca cementiranih silicijumom sa malom količinom nečistoća drugih jedinjenja. Otpornost kvarcita na vatru ovisi o njihovom kemijskom i mineraloškom sastavu, ali ne smije biti niža od 1750°C.

Nakon drobljenja i mljevenja na klizačima, kvarciti se prosijavaju u nekoliko frakcija. Granulometrijski sastav punjenja zavisi od prirode sirovine, načina njene obrade i namjene proizvoda. Dinas punjenje se sastoji od zrna kvarcita veličine od najfinijeg brašna do 5-6 mm. Za vezivanje zrna kvarcita u sirovinu, kao i za ubrzanje transformacije kvarca, obično se dodaje 1,5-3% vapna u obliku krečnog mlijeka. Mješavina kvarcita sa krečnim mlijekom drobi se klizačima s valjcima. Nakon oblikovanja na presama i sušenja, sirovina se peče u tunelskim pećima.

Otpuštanje Dinasa je najodgovornija operacija. Porast temperature trebao bi biti ravnomjeran i spor, posebno na mjestima prijelaza kvarca iz jedne modifikacije u drugu. S brzim porastom temperature, kvarcna zrna pucaju, cigla se uvelike povećava u volumenu i labavi. Osim toga, što brže raste temperatura, formira se manje tečne faze. Uz dovoljnu količinu tekuće faze, ispunjava prostor između rekristalizirajućih kvarcnih zrnaca i percipira nastala naprezanja. Kod nedovoljne količine tekuće faze dolazi do tzv. suve transformacije α-kvarca u α-kristobalit, dok sirovina bubri i puca zbog snažnog povećanja zapremine.

Maksimalna temperatura pečenja ne bi trebala prelaziti 1460 °C, jer se na višoj temperaturi ne samo α-kvarc, već i α-tridimit pretvara u α-kristobalit. Velika količina kristobalita u Dinasu je nepoželjna, jer će to u velikoj meri promeniti zapreminu tokom grejanja i hlađenja. Prilikom hlađenja pečenih dina mora se takođe voditi računa, posebno kada se silicijum prelazi iz jedne modifikacije u drugu. Pri zagrevanju peći moraju se poštovati i uslovi za pečenje dinasa.

Dinas proizvode karakteriše relativno niska vatrostalnost (1710-1720°C), ali visoka temperatura početka deformacije pod opterećenjem (1620-1660°C). Glavne karakteristike dinara su date u Dodatku IV.

Tridimit-kristobalit dinas zadržava mehaničku čvrstoću i ne mijenja oblik gotovo do tačke topljenja. Stoga se silikatna cigla široko koristi u metalurgiji, posebno tamo gdje je potrebna visoka mehanička čvrstoća pri visokim temperaturama. Toplotna otpornost dinasa je veoma niska, ne više od dva termička ciklusa, međutim, uz sporo zagrevanje i hlađenje, dinas je u stanju da dobro podnese više termičkih ciklusa i pri tome ne gubi mehaničku čvrstoću.

U pogledu hemijske otpornosti, dinas je tipičan kiselinski vatrostalni. Promena veličine pri zagrevanju dobro pečenog, potpuno rekristalizovanog dinasa je beznačajna. Ali budući da se potpuna transformacija kvarca ne postiže u proizvodnji cigle, dolazi do blagog povećanja volumena tijekom ponovnog zagrijavanja. Dakle, kada se zagrije na 1450 ° C, promjena linearnih dimenzija dostiže 1,6 - 2,1%, a naknadno proširenje može doseći 0,7%. To treba uzeti u obzir pri polaganju peći, osiguravajući dilatacijske spojeve.

Dinas vatrostalni materijali imaju široku primenu za polaganje krovova peći za topljenje zbog nedostatka dodatnog skupljanja tokom dugog veka trajanja na visokim temperaturama.

Dinasi visoke gustine sa sadržajem od najmanje 98% SiO 2 i prividnom poroznošću od oko 10% izrađuju se od čistih kvarcita visokog silicijum-dioksida, a sirovina se pre pečenja podvrgava jakom presovanju. Dinas visoke gustine ima povećanu otpornost na vatru (do 1740°C) i otpornost na toplotu. Sa manjom poroznošću, otporniji je na šljaku. Primjenjuje se na oblaganje visokotemperaturnih peći za topljenje. Electrodynas je po karakteristikama blizak dinama visoke gustine. Koristi se za oblaganje svodova električnih peći.

Rješenje za vatrostalne cigle mora se mijesiti prema određenim pravilima, o tome ovisi kvaliteta opeke. Izgradnja ruskih peći, kamina, roštilja i ostalog ostaje jedna od najpopularnijih vrsta gradnje. Nemoguće ga je zamisliti bez upotrebe vatrostalne (šamotne) opeke.

Uz toliki broj objekata, još uvijek nema alternative korištenju šamotne opeke. Ovaj divni materijal napravljen je od takozvanog mljevenog praha vatrostalne gline, kaolina i šamotnog praha. Rezultat je materijal sa vrlo zanimljivim svojstvima:

  1. Povećana otpornost na niske temperature;
  2. Otpornost na djelovanje agresivnih lužina i kiselina;
  3. Izdržava zagrijavanje do 1500 stepeni bez samouništenja.

Takve superiorne performanse zahtijevaju korištenje odgovarajućeg ljepila sa takvim karakteristikama.
Nije iznenađujuće što se za pripremu takvog rješenja koristi i šamot.

Supstanca se dobiva od bijele kaolinske gline, koja je prethodno podvrgnuta visokoj temperaturi. Nakon toga materijal poprima karakteristike kamena, drobi se, pri čemu se dobija šamotna glina. Opis šamotne gline. U trgovinama se šamotna glina nalazi u obliku suhe građevne mase, koja se dodaje raznim građevinskim malterima za zidanje i žbuku.

Specifikacije i svojstva. Kada kupujete ovaj materijal, trebali biste vrlo pažljivo pogledati datum isteka. Ovo je važno, jer šamotna glina gubi svojstva tokom dugotrajnog skladištenja. Suhe mješavine izrađuju se od šamotne gline za pripremu žbuke i maltera za zidanje, te izradu vatrostalnih opeka. Šamotna glina čini rješenje vrlo hirovitom. Neiskusni graditelji često se susreću s velikim problemima prilikom izrade vatrostalnog zida: prilično je krhak, a žbuka puca i jako otpada.

Da bi se izbjegli takvi problemi, kaolinska glina treba da povrati plastičnost izgubljenu tokom pečenja. To se može učiniti na dva načina: dodavanjem specijalnog ljepila ili običnog pijeska.

Priprema maltera za polaganje šamotne opeke

Polaganje vatrostalne opeke vrši se isključivo uz upotrebu pješčano-glinenog maltera, au nekim slučajevima i bez njega.
Za pripremu otopine možete koristiti i gotovu mješavinu kupljenu u trgovini i pripremiti je sami. Takozvani šamotni malter izrađuje se u obliku suhog, fino mljevenog vatrostalnog praha. Ovo je gotov poluproizvod, koji se dodavanjem vode, nakon temeljitog miješanja, pretvara u gotovu smjesu za polaganje šamotne opeke.

Za rješenje je prikladan pijesak s veličinom zrna ne većom od 2,5 mm.

Industrijskim mikserom, ili nečim sličnim, smjesa se dovede do konzistencije domaće pavlake. Nakon što je rastvor gotov, ostavlja se da se kuva sat vremena, nakon čega se ponovo dobro promeša. Da biste smjesi dali tvrđavu, možete joj dodati malo portland cementa. Glavni kriterij za kvalitet smjese je blizina njenih vatrostalnih karakteristika identičnim karakteristikama vatrostalnih opeka koje će se na nju polagati.

Postupak se u osnovi ne razlikuje od tradicionalne pripreme otopine. Postoji samo nekoliko neophodnih koraka. Mljevenu glinu treba potopiti u vodu 3 dana, povremeno se mora miješati. Nakon toga, glinu treba protrljati kroz sito, a zatim dodati prosijani pijesak. Idealan omjer je 1 dio gline na 6 dijelova pijeska. Pomiješajte komponente u suhom stanju, a zatim dodajte vodu.

Uprkos očiglednoj jednostavnosti upotrebe šamotnog maltera, kvaliteta zidanja pomoću takvog maltera može biti neprihvatljiva u smislu skupljanja.

Alternativa malteru može biti mješavina za zidanje koju sami pripremite.

Povratak na indeks

Vatrostalni malter uradi sam

Prilikom pripreme otopine potrebno je strogo voditi računa o proporcijama.

Za pripremu i polaganje vatrostalnog maltera bit će potreban sljedeći set materijala i alata:

  • mljevena vatrostalna glina;
  • šamotni pijesak;
  • voda;
  • cement;
  • sol;
  • ljepilo;
  • kanta;
  • sito;
  • kit nož;
  • Master OK;
  • nivo zgrade;
  • letvice;
  • nokti;
  • kabel.

Vodu treba dodavati malo po malo kako se ne bi preskočila faza kada otopina dostigne konzistenciju kisele pavlake. Da bi malter za polaganje šamotne opeke bio izdržljiviji, potrebno je dodati 100-150 grama soli u kantu gotovog maltera, šaku cementa ili tekućeg ljepila.

Povratak na indeks

Postupak polaganja šamotne opeke

Početak procesa zidanja trebao bi biti temeljno označavanje. Takozvano suho polaganje bit će odlična pomoć, kada se cigle pokupe, prilagode jedna drugoj i odredi veličina razmaka između cigli. Na kraju suhog polaganja, cigle se uklanjaju redoslijedom kojim se pojavljuju u probnom polaganju. Ne zaboravite da se šav mora zatvoriti gornjom ciglom, što će zidu pružiti veću pouzdanost. Posebnu pažnju treba obratiti na kvalitet spoja kako bi se izbjegli problemi nakon završetka radova.

Kvaliteta pripreme otopine direktno utječe na debljinu šava vatrostalnog zida. U skladu s tim, šavovi prema ovom pokazatelju podijeljeni su u četiri grupe:

  • Kategorija 1 - debljina spoja manja od 1 mm;
  • Kategorija 2 - šav je 2 mm;
  • Kategorija 3 - šav je 3 mm;
  • Kategorija 4 - šav je deblji od 3 mm.

Kategorija zidanja određena je temperaturnim uslovima za upotrebu zida. Što je viša planirana temperatura, to bi šav trebao biti tanji, a otopina se temeljitije miješa. Sredstva za provjeru kvaliteta vatrostalne opeke. Prvi korak je kontrola kategorije šava. Da biste to učinili, koristite posebnu sondu širine 15 mm i debljine jednake debljini šava. Takva sonda ne bi trebala prodrijeti u šav na dubinu veću od 20 mm.

Niti jedan zid nije gotov bez tapkanja svake cigle drškom lopatice. To na kraju dovodi do neravnog zida. Defekt se mora ispraviti dok je rastvor dovoljno svež. Da bi se osiguralo ravnomjerno horizontalno polaganje i ista širina šavova, koriste se šine za naručivanje. Na njih je pričvršćen tanak, izdržljiv kabel koji postavlja ispravne parametre stila.

Svaki sljedeći sloj je izložen duž užeta nategnutog na nokte umetnute u svježi šav. U svakoj fazi procesa treba pažljivo pratiti ujednačenost raspodjele maltera između cigli. Neravnomjerna raspodjela značajno umanjuje performanse vatrostalnog zida. Kao iu slučaju konvencionalnog zidanja, ciglu treba obilno navlažiti. U suprotnom, cigla će aktivno isisati vodu iz otopine, čime će znatno pogoršati njezine performanse.

Najbolji rezultat će biti ako se cigle drže neko vrijeme u posudi s vodom prije polaganja. Ovaj postupak će očistiti materijal od prašine i zasititi ga vodom. Polaganje vatrostalne cigle pomoću pravilno pripremljenog maltera nije lak proces, ali ako se sve radi po pravilima, vaša peć ili kamin će ugoditi oku ljepotom, a tijelo blagoslovljenom toplinom dugi niz godina.

Malter - zdrobljena mješavina vatrostalnih razrjeđivača i vezivnih materijala, koji nakon miješanja s vodom služe kao vatrostalni malteri.

Malteri, malteri i zaštitni premazi služe kao pomoćni materijali, ali su važni i ponekad odlučujući u poboljšanju otpornosti na habanje vatrostalne obloge u cjelini.

Vatrostalni mortovi se koriste pri polaganju vatrostalnih konstrukcija toplinskih instalacija za vezivanje pojedinih elemenata (na primjer, cigle ili blokova). Po svom hemijskom i mineraloškom sastavu malteri moraju odgovarati vezanim vatrostalnim materijalima.

Malteri moraju biti dovoljno vatrostalni, dobro ispunjavati udubljenja, izglađivati ​​nepravilnosti na cigli, polako otpuštati vlagu u potonje, stvarati tanke šavove, nakon pečenja imati malu poroznost, plinopropusnost, biti čvrsti, dobro sinterirani s ciglama tokom rada. Da bi se osigurala trajnost vatrostalnog zida u cjelini, promjene zapremine morta i opeke u radu trebaju biti iste. Visokokvalitetni mort trebao bi formirati šav koji se malo razlikuje po čvrstoći od samog zidanja. Prilikom sušenja zida, u procesu isparavanja vode iz otopine, materijal šava se skuplja. Kod prekomjernog skupljanja zraka nastaju pukotine u malteru za sušenje, te se stoga smanjuje njegova povezanost s elementima zidanja. Ovu okolnost treba uzeti u obzir pri dizajniranju sastava maltera i maltera. Komponente skupljanja (gline) se u njih unose u eventualno manjim količinama, ali dovoljnim da osiguraju plastičnost i dobro sinterovanje rastvora.

U procesu zidanja na visokim temperaturama u njemu se pojavljuje dodatno skupljanje (ili rast). Skupljanje otopina je nešto veće od dodatnog skupljanja proizvoda. Rezultirajuća naprezanja na granici produkt-otopina mogu se kompenzirati plastičnom deformacijom u otopini zbog formiranja tekuće faze u njoj. U tom slučaju, skupljanje otopine ne bi trebalo prelaziti određene granice utvrđene praksom.

Rastvori se obično sastoje od četiri komponente: glavne inertne mase (sredstvo za nanošenje) u obliku finozrnastog praha, plastične komponente (vezivo), raznih aditiva koji regulišu svojstva rastvora i vode.

Ponekad se polaganje vrši na suho, odnosno tanki šavovi preostali nakon mljevenja proizvoda prekrivaju se malterom - prahom istog sastava kao i proizvodi (slika 22). Puderi se proizvode na bazi vatrostalnih proizvoda.

Vrsta maltera se određuje prema vrsti proizvoda za koje se koristi. Po ovom osnovu najčešće se klasifikuju rastvori: šamot, dinas, za karbonske blokove itd.

Svaka od ovih grupa sadrži svoje posebne karakteristike klasifikacije. Obično ne karakteriziraju otopinu, već njegovu čvrstu tvar - prah koji se sastoji od inertnih i adstringentnih tvari - maltera.

Aluminosilikatni i dinas malteri obično sadrže 15-20, odnosno 5-11% vezivne gline. Za povećanje plastičnosti uvode se sa 0,08 na 0,18% sode pepela, a da bi se smanjila količina vode potrebne za miješanje, sa 0,07 na 0,15% sulfitno-alkoholne mrlje.

Ovisno o sirovini i hemijski sastav di - pumpni malter, ugrađuju se sljedeće marke (GOST 5338-60):

MD1 - za peći sa radnom temperaturom preko 1500°C;

MD2 - isto, manje od 1500 ° C."

Rice. 22. Toplotna izolacija krova peći

1- šamot lagan; 2- dinarska mrvica; 3-dina

Zrnasti sastav maltera mora ispunjavati sledeće zahteve:

Za aluminosilikatne maltere, u zavisnosti od sirovine, hemijskog i zrnastog sastava, kao i otpornosti na vatru (prema GOST 6137-61), utvrđuju se sledeće klase:

BTl, VT2 - visokoglinični malteri finog mlevenja; SHT1, 11ΙΤ2 - šamotni malteri finog mlevenja; PT1 - polukiseli malteri finog mlevenja; LLIK1, ŠK.2, ŠKZ - grubi šamotni malteri; PYu, PK2 - polukiseli malteri krupnog mlevenja.

Glina koja se stvrdnjava na zraku i malteri bez gline sadrže aditive koji povećavaju čvrstoću spojeva do trenutka sinterovanja. U tom slučaju se u malter unosi do 15% tekućeg stakla, a za vezivanje alkalije dodaje se 10% boksita, aluminijevog hidrata ili tehničke glinice.

Zrnasti sastav aluminosilikatnih maltera dat je u tabeli 24.

Granulometrijski sastav maltera

U otopinama hrom-magnezita i hromita, stvrdnjavanje na zraku se postiže dodatkom periklaznog cementa, odnosno fino mljevenog, visoko pečenog magnezita pomiješanog sa vodenim rastvorom Mg SO4 ili drugih soli. Takvi rastvori se obično pripremaju neposredno pre upotrebe.

Karakteristike maltera

Hemijski sastav u smislu kalcinirane supstance, %

Radna temperatura, °S

Otpornost na vatru, °S, ne niže

Aluminosilikat (GOST 6137-61)

Al2O3+TiO2, ne manje od 60 45

Šamot, vazdušno tvrd - radni (TU-04-49)

Al2O3+TiO2, ne manje od 35

Fe2O3, ne više od 5

Dinas (GOST 5338-60)

Krom-magnezit otvrdnjavanje na zraku

MgO, ne manje od 33

Otpornost na vatru do mešanja sa tečnim staklom.

Aluminosilikatni malteri koji se stvrdnjavaju na vazduhu na aluminofosfatnom vezivu (a.f.s.) dobijaju se dodavanjem 3-5% aluminijevog hidrata i 10-15% fosforne kiseline. Ovim rastvorima se dobijaju tanki šavovi velike čvrstoće na uobičajenim i visokim temperaturama. Za pripremu. polazne komponente koriste istu opremu kao i za dobijanje sitnozrnatih sastavnih prahova u odgovarajućoj proizvodnji vatrostalnih proizvoda. Malterski malteri se pripremaju u pokretnim povremenim mešalicama za maltere, neposredno pre polaganja. U tabeli. 25 prikazuje glavne pokazatelje nekih minobacača.

Prilikom ispitivanja maltera utvrđuje se njihov hemijski i zrnasti sastav, konzistencija rastvora, sposobnost zadržavanja vode, čvrstoća i propusnost gasa.

Malteri se koriste za polaganje obloga industrijskih peći, kutlača, rekuperatora i dr. Šamotno-aluminisni i šamotni malteri za stvrdnjavanje zraka koriste se za polaganje visokih peći i grijača zraka. Dinas - za polaganje koksnih peći. Krom-magnezitni malteri koji se stvrdnjavaju na zraku koriste se za polaganje glavnih vatrostalnih materijala u pećima za topljenje čelika i drugim pećima.

Ako se konstrukcija koristi na visokim temperaturama, za držanje se koristi malter od šamotne opeke. Ovaj rastvor se priprema na poseban način i takođe ima vatrostalna svojstva. Polaganje vatrostalnih opeka može se izvesti samo na otopini pijeska i gline ili bez otopine. Takvo rješenje može se kupiti u obliku gotove smjese i razrijediti za rad. Ovaj materijal se naziva šamotni malter.

Visokokvalitetne šamotne opeke imaju ujednačenu boju i glatke, ne okrnjene ivice.

Ovaj prah je veoma fin i mora se čuvati na suvim mestima do pripreme. Da bi se dobio malter s posebnim svojstvima za polaganje vatrostalnih opeka, prah se pomiješa s određenom količinom vode i temeljito izmiješa bušilicom s mlaznicom ili posebnom građevinskom miješalicom. Svaki put se dodaje strogo određena količina vode, ali gotova smjesa po konzistenciji treba da liči na kiselo vrhnje. Potpuna spremnost otopine postiže se nakon 1-2 sata infuzije.

Nakon toga, otopina se ponovo dobro promiješa. Za povećanje čvrstoće maltera preporučljivo je dodati 1/6 portland cementa u odnosu na cjelokupnu masu. Sastav takvog rješenja trebao bi biti što je moguće bliži sastavu same šamotne opeke, posebno u pogledu otpornosti na vatru i otpornosti na plin. Iako malter ispunjava sve ove uslove, veoma se skuplja, čak i kada se kuva po svim pravilima. Stoga je preporučljivo umjesto gotovog praha uzeti sve potrebne sastojke i pripremiti ga sami.

Malter za zidanje: Priprema sastojaka

Za konstrukcije koje će stalno doživljavati visoka toplinska opterećenja, obični cementni mort nije prikladan. Za postavljanje peći ili kamina koristi se mješavina pijeska i gline, čiji omjer varira ovisno o sadržaju masti u glini. Da biste samostalno mijesili takvo rješenje, trebat će vam:

  • šamotni pijesak;
  • mljevena vatrostalna glina;
  • fino građevinsko sito;
  • sol;
  • cement;
  • vode.

Dodavanje cementa takvom sastavu nije obavezno i ​​dodaje se u maloj količini. Smjesa treba da ima visoku plastičnost, da nema grudica i da bude homogena. To će naknadno osigurati jaku vezu između cigli, takva mješavina neće pucati i neće se skupiti kada se osuši.

Ako je smjesa na bazi masne gline, može se dobro razmazati po cigli, a šav pomoću nje bit će lijep i vrlo tanak. Ova mješavina se ne preporučuje za rad u peći, jer je njeno skupljanje tokom procesa sušenja vrlo veliko. Ako uzmete posnu glinu, smjesa se neće skupiti, ali neće pružiti snagu u potrebnoj mjeri, jer će se raspasti i popucati.

Povratak na indeks

Kvalitet pijeska i gline

Za pripremu otopine potrebno je uzeti čist i vrlo fini pijesak.

Uzimaju vrlo čist i najfiniji pijesak, najčešće je to planinski ili riječni pijesak, koji se prosijava kroz fino sito kako bi se isključile inkluzije biljaka i šljunka. Na dodir, samo iskusni stručnjaci mogu odrediti šta je glina i da li je pogodna za rad. Ali za to postoji nekoliko načina koji su prikladni za upotrebu od strane početnika.

Da bi se utvrdio njen kvalitet, glina se stavlja u kantu i puni vodom, a zatim se miješa tako da smjesa po konzistenciji podsjeća na tečnu kiselu pavlaku. Dok se glina ne slegne na dno, u kantu se spušta svježe blanjana daska, vraćaju je, gledaju koliko se gline zalijepilo za nju. Ako je sloj manji od 1 mm, ova glina je mršava i potrebno je miješati s masnijim glinama. Ako je sloj vrlo debeo, potrebno je dodati pijesak. Glina normalne plastičnosti će se zalijepiti za ploču neravnomjerno i debljine oko 2 mm.

Najduži i najpouzdaniji način određivanja kvalitete gline zahtijevat će je podjelu na 5 porcija, od kojih svaka ima zapreminu od 1 litre. Prvi dio se pomiješa sa vodom. U drugu se dodaje 1/10 litara tegle peska, u treću 1/4 tegle, u četvrtu 3/4, a u poslednju puna tegla peska. Miješajući sve posebno pripremljeno dok se glina ne zalijepi za ruke, od svake smjese se oblikuju male loptice, neke od njih valjaju u kolače. Glina se suši oko 10 dana u suvoj prostoriji bez propuha. Za spajanje zida je pogodna ona mješavina od koje su kolači najmanje pucali, a kuglice se ne lome, padajući sa metar visine na pod.

Ako nema vremena za čekanje 10 dana, možete dogovoriti nešto manje precizan test smjese na čvrstoću. Lopte se polažu na ravnu podlogu i uz pomoć ravne daske počinju lagano pritiskati što je moguće ravnomjernije. Odmah izmrvljene kuglice se prave od mršave gline, ako se pukotine praktički ne pojave, glina je masna. Kombinacija se smatra normalnom i prikladnom kada su kuglice prekrivene malim pukotinama (tokom kompresije) oko trećine svoje veličine.

Povratak na indeks

Mješanje maltera za polaganje vatrostalnih opeka

Ovom poslu treba pristupiti odgovorno, jer pogrešna količina sastojaka ili neispravan radni nalog mogu ometati pripremu kvalitetnog maltera za zidanje. Vatrostalnu glinu potrebno je natopiti vodom tako da je voda potpuno pokrije i ostaviti u tom stanju da se namače 12 do 72 sata. Potrebno je povremeno miješati natopljenu glinu.

Natopljena glina mora se dobro protrljati kroz sito.

Zatim se glina natopljena za zidanje mora protrljati kroz sito, čija veličina svake ćelije ne prelazi 3x3 mm. Suvi pijesak se prosijava kroz isto sito i dodaje u glinu. Omjer 1 dijela gline prema 2 dijela pijeska smatra se idealnim za zidanje. Glina i pijesak se dobro izmiješaju do glatke smjese, nakon čega se dodaje voda.

Da bi malter za zidanje bio ispravan, u njega se mora uliti voda u tankom mlazu, uz neprekidno miješanje otopine. Prestanite da sipate vodu kada masa poprimi konzistenciju guste pavlake. U ovoj fazi preporučuje se dodavanje soli u otopinu. Proporcije dodatka u standardnu ​​kantu rastvora su 100-150 g. Sa solju rastvor dobija veću čvrstoću. Za ojačanje dodaje se cement, oko pola majstora dodaje se u kantu maltera. A ako je moguće, možete pomiješati malter za izgradnju zidova od vatrostalnih opeka s tekućim staklom.

Gotova smjesa treba polako i ravnomjerno da klizi sa lopate, a ne da se širi po njoj i da ne stoji u grudici. Samo takva mješavina može kvalitetno popuniti sve praznine. Približna količina mješavine za polaganje ravnih 100 cigli je 2 kante (ako pravite šavove kategorije 4, svaki otprilike 5 mm). Ako planirate postaviti rusku peć, ovaj iznos se mora povećati za 20% zbog karakteristika zidanja.



Sekcije