Druhy žiaruvzdorných zmesí na kladenie kachlí a krbov. Technológia výroby žiaruvzdorných tehál: proces vytvárania komponentov a materiálu

Na položenie pece je potrebné mať po ruke materiály so žiaruvzdornými vlastnosťami. Spravidla ide o tehly a žiaruvzdornú maltu pre pec. Ak je tehla kusový materiál, musí sa pripraviť aj malta. Môžete si kúpiť hotovú murovaciu zmes v špecializované predajne alebo si pripravte zmes sami, pričom dodržiavajte určitý kód technické pravidlá a technologické odporúčania.

Hlina je hlavnou zložkou malty na kladenie kachlí.

Ložiská hliny sa nachádzajú takmer vo všetkých regiónoch našej krajiny. Hlavnými miestami, kde nájdete kvalitnú hlinu, sú strmé brehy riek a rokliny. Pri dirigovaní zemné práce v hĺbke viac ako 500 mm môžete naraziť aj na vrstvy hliny. Hlina je mastná, stredne tučná (normálna) a chudá. Najlepšia možnosť použije sa normálna hlina, keďže v prípade použitia roztoku s mastnou hlinou dôjde pri vyschnutí k výraznému zmršteniu a následnej tvorbe trhlín v murive pece. Použitie chudej hliny zníži plasticitu a zvýši krehkosť zmesi, čo povedie k zničeniu švíkov. Obe možnosti sú plné nepríjemný prienikštipľavý dym do vášho domova.

Kontrola vlastností hlavnej zložky žiaruvzdornej zmesi

Na kontrolu kvality hliny existuje niekoľko osvedčených metód:

1. Vezmite asi 1 kg suchej hliny (0,5 l) a po častiach do nej nalejte vodu a miešajte ju rukami. Hlina by mala úplne absorbovať vodu a byť roztokom strmej konzistencie. Ďalším krokom je vaľkanie guľôčok s priemerom 4-5 cm.Z výslednej gule sa vytvorí koláč s priemerom 9-10 cm.To všetko sa prirodzene suší 3-4 dni. Ďalej skontrolujte povrchové trhliny. Detekcia trhlín na guľôčke a koláči naznačuje zvýšený obsah tuku v materiáli. Ak sa na loptičke a koláči nezistia žiadne praskliny, potom je potrebné loptičku zhodiť z výšky maximálne 1 m. Celistvosť lopty po páde naznačuje kvalitu hliny a zničenie ukazuje, že hlina je riedka.
2. Vezmite asi 3,6-5,4 kg hliny (2-3 l) a nalejte do nádoby, dôkladne premiešajte drevenou špachtľou a miesením hrudiek. Ak sa hlina dobre drží na čepeli, potom má vysoký obsah tuku. V takomto riešení musíte naliať trochu piesku. Ak hlina zostane čiastočne na čepeli, potom sa takýto materiál považuje za vysoko kvalitný a vhodný na použitie. Slabá priľnavosť zmesi naznačuje, že zmes je chudá a vyžaduje pridanie mastnej hliny.
3. Vezmite až 1 kg suchej hliny (asi 0,5 l) a pripravte hustý roztok, dôkladne premiešajte rukami. Z výslednej kompozície sa pripravia guľôčky s priemerom 4 až 5 cm. Ďalej sa odoberú dve hladké dosky z drevotriesky alebo dreva, na jednu z nich sa položí guľa, prikryje sa druhou a stlačí sa, kým sa na guli neobjavia praskliny. Kontrola testu:

• ak sa guľa zrútila pri najmenšom tlaku, potom je hlina chudá;
• ak sa pri stlačení objavia praskliny až do 1/4-1/5 priemeru gule, potom má hlina nízky obsah tuku;
• ak sa pri stlačení objavia praskliny do 0,3 priemeru gule, potom je zmes normálna a vhodná na ďalšie použitie;
• mastná hlina pri stlačení praská do priemeru 0,5 gule.

1. Z výsledného chladného roztoku sa vyrobí guľa a vyvaľká sa na klobásy s priemerom 1 až 1,5 cm a dĺžkou 160 až 200 mm. Ďalej sú natiahnuté, aby sa zlomili. Chudý hlinený exemplár má malé alebo žiadne roztiahnutie a vytvára skôr zubaté trhliny. Normálna hlina sa vyznačuje hladkým naťahovaním a pri riedení poskytuje prestávku až do 20% originálna vzorka. Naopak, mastná hlina sa postupne vyťahuje a poskytuje hladký zlom s tvorbou ostrých koncov na zlome.

Príprava komponentov na prípravu murovacej zmesi

Kontrola plasticity roztoku: 1-plastický, 2- nedostatočne plastický, 3-voľný.

Na dosiahnutie požadovaného obsahu tuku sa vykonáva miešanie rôzne druhyílu alebo pridaním piesku, riadením obsahu tuku podľa vyššie opísaných metód. Žiaruvzdorná hlina vybraná na prípravu roztoku sa musí preosiať cez sito s veľkosťou ôk 2 až 3 mm, aby sa odstránili nečistoty a veľké častice. To je odôvodnené skutočnosťou, že štandardná hrúbka švu pri kladení pece by mala byť 3 mm. Preto veľké častice v zložení roztoku budú zasahovať do realizácie muriva.

Existuje ďalší spôsob čistenia hliny. Vezmite podlhovastý žľab a nastavte ho pod uhlom 5-10°. Na vyvýšenú časť sa položí vrstva hliny a do spodnej časti sa naleje voda. Potom sa naberačkou alebo murárskou lyžicou naleje voda na vrstvu hliny, kým sa hlina úplne nerozpustí. Výsledný roztok sa prefiltruje do samostatnej nádoby, hlina sa usadí a vysuší.

Podľa technológie sa do mastných ílov musí pridávať piesok, čo si vyžaduje prípravu. Piesok môže byť troch typov: riečny, morský a obyčajný lom (horský), ktorý sa ťaží v priemyselných lomoch a na svahoch prírodných roklín. Príprava roztoku sa najlepšie robí s prídavkom lomový piesok. Poskytuje lepšiu priľnavosť lícovaných povrchov tehlových a maltových komponentov. Piesok je tiež potrebné preosiať na mriežke s veľkosťou oka 1,5 mm. Po preosiatí sa piesok umyje od nečistôt. Za týmto účelom vezmite vrecoviny a pretiahnite ich cez obdĺžnikový rám s hrúbkou 70 - 100 mm. Rám je umiestnený na stojane. Piesok sa naleje na povrch pytloviny a premyje sa vodou z hadice.

Príprava žiaruvzdornej murovacej zmesi

Hneď ako všetko prípravné práce hotové, môžete pripraviť zmes na položenie kachlí. Existuje niekoľko spôsobov varenia:

1. Pripravená hlina sa namočí na 3 dni do vzduchotesnej nádoby. Potom si obujte nepremokavé topánky ( gumové čižmy) a hnetieme do homogénnej konzistencie, pričom pridáme piesok v požadovanom pomere. Nepremiešané hlinené zrazeniny sa rozbijú ubíjadlom. Ďalej sa homogénna ílová kompozícia sonduje rukami na prítomnosť cudzích častíc a kúskov hliny. Správne namiešaný roztok by mal ľahko vytekať kovový povrchšpachtľou alebo stierkou bez toho, aby ste sa k nej prilepili. Kvalitné riešenie by mala začať tuhnúť za 4-6 minút. Povrch drevená rukoväť, ponorený do zmesi by mal mať mierne stopy hliny. Mastná hlinená kompozícia zanechá výrazné stopy a chudá sa na rukoväti vôbec neprilepí.
2. Druhá metóda sa používa iba vtedy, keď zloženie hliny nevyžaduje ďalší piesok a má normálny obsah tuku. Na varenie musíte mať po ruke drevený štít. Hlina sa položí na štít a naleje sa vodou. Akonáhle je hlina nasýtená vlhkosťou a zmäkne, je lopata. Na tento účel sa vytvárajú úzke vyvýšeniny rôznych dĺžok a výšky 30-40 cm, ktoré sa udierajú lopatou a odrežú časti hrebeňa. Takéto manipulácie zlomia hrudky. Nerozpustné častice a kamene sa odstraňujú ručne. Potom sa hmota opäť premieša a operácia sa opakuje 4 až 6 krát až do úplného premiešania a odstránenia kameňov.
3. Príprava zmesi na murivo s prídavkom piesku do hliny. Na tento účel sa piesok naleje do lôžka, v ktorom sú vytvorené priehlbiny. Do týchto priehlbín sa zavedie hlina, naleje sa vodou, posype sa vrstvou piesku a čaká sa, kým hlina absorbuje vodu. Ďalej sa hrebeň miesi a miesi lopatou rovnakým spôsobom ako v predchádzajúcom prípade, kým sa nedosiahne homogénna konzistencia. Pomery piesku a hliny by mali byť také, aby hlina úplne držala pohromade všetky zrnká piesku. Na zlepšenie kvality roztoku sa prefiltruje cez sito.

Žiaruvzdorná konečná zmes

Po dokončení pokládky pece je potrebné vykonať dokončovanie vonkajší povrch rúry. Aby ste to dosiahli, musíte urobiť riešenie na omietanie. Existuje niekoľko receptov na prípravu suchej omietkovej zmesi:

1. Zmiešajte 1 diel žiaruvzdornej hliny, 1 diel vápna, 2 diely piesku a 1/10 dielu azbestovej páperky.
2. Zmiešajte 1 diel suchej hliny, 2 diely piesku, 1 diel 400-stupňového cementu a 1/10 dielu azbestovej páperky.
3. Zmiešajte 1 diel obyčajnej sadry, 1 diel jemného piesku, 2 diely vápna a 2/10 dielov azbestovej páperky.

Teoretické základy výroby žiaruvzdorných materiálov prvýkrát načrtol akademik A. A. Baikov, ktorý považoval proces premeny práškovej hmoty na pevný kryštalický agregát za proces rekryštalizácie žiaruvzdorného materiálu v kvapalnej fáze pri určitej teplote. Vo všeobecnosti je tento proces podobný procesu tvrdnutia cementu zmiešaného s vodou. Žiaruvzdorné materiály sa preto môžu nazývať "cementy s vysokými teplotami" a hotové žiaruvzdorné výrobky z nich - "betón s vysokými teplotami".

Pri výrobe žiaruvzdorných výrobkov sa hmota pozostávajúca zo žiaruvzdorného materiálu určitého chemického zloženia a spojiva podrobuje formovaniu, sušeniu a vypaľovaniu. V procese formovania dostane výrobok daný tvar na špeciálnych formovacích lisoch. Pri sušení sa prebytočná vlhkosť odstráni a produkt získa určitú počiatočnú pevnosť. Proces vypaľovania možno rozdeliť do troch období: počas prvého obdobia teplota postupne stúpa na pomerne vysokú teplotu, ktorá je určená chemickým a mineralogickým zložením hmoty; v druhom období, ktoré je dostatočne dlhé, sa teplota udržiava na danej úrovni; v treťom období teplota klesne na normálnu úroveň a vypálené výrobky sa ochladia.

Druhé obdobie má pre kvalitu produktu najväčší význam. Na začiatku jeho vypáleného výrobku je hmota pozostávajúca z jednotlivých zŕn alebo zŕn žiaruvzdorného materiálu, impregnovaná a navlhčená malým množstvom taveniny. Táto kvapalná fáza vznikla interakciou hlavného oxidu, ktorým je žiaruvzdorný materiál, so všetkými nečistotami prítomnými v hmote. Množstvo vzniknutej taveniny závisí od teploty a množstva nečistôt a čím vyššia je teplota výpalu v druhej perióde a čím viac nečistôt, tým viac taveniny vzniká. V dôsledku rekryštalizácie v tavenine na konci druhej periódy tvoria tuhé častice hustý kryštalický agregát. V tomto prípade hmota stráca drobivosť a získava mechanickú pevnosť. Táto premena prebieha pri konštantnej teplote (ktorá je pod teplotou topenia žiaruvzdorného materiálu) rekryštalizáciou žiaruvzdorného materiálu v malom množstve kvapalnej fázy.

Stupeň rozpustenia zásaditého oxidu v tavenine a následne úplnosť jeho rekryštalizácie závisí od stupňa drvenia zdrojový materiál pretože rozpustnosť sa zvyšuje so zmenšujúcou sa veľkosťou zrna. Pevné s pravidelnou kryštálovou mriežkou má menšiu rozpustnosť ako teleso s deformovanou mriežkou. Pri výpale môže dôjsť k deformácii kryštálovej mriežky, či už v dôsledku polymorfnej premeny sprevádzanej výraznou zmenou objemu, alebo v dôsledku rozkladu chemickej zlúčeniny, ktorá je súčasťou východiskového materiálu.

Podmienky, ktorých dodržiavanie je nevyhnutné na získanie vysokokvalitných žiaruvzdorných výrobkov, formulované A. A. Baikovom, sú nasledovné:

• prítomnosť takých nečistôt v náplni, s ktorými môže žiaruvzdorný materiál vytvárať taveninu a môže sa v nej rozpúšťať;
• praženie pri teplote, ktorá zabezpečuje tvorbu požadovaného množstva taveniny;
• vystavenie pri teplote vypaľovania po dobu dostatočnú na dokončenie procesu rekryštalizácie.

Klasifikácia žiaruvzdorných materiálov

Žiaruvzdorné materiály sa nazývajú stavebné materiály, ktoré sa deformujú pri teplote nie nižšej ako 1580 ° C a sú schopné vydržať dlhodobé vystavenie vysokým teplotám bez zmeny ich fyzikálnych a mechanických vlastností.

Pri výstavbe hutníckych pecí spolu s klasickými stavebnými materiálmi - železobetón, betón, stavebné tehly- Široko používané sú špeciálne materiály - žiaruvzdorné, tepelne izolačné, žiaruvzdorné kovy. Z nich najvyššia hodnota v metalurgii majú žiaruvzdorné, keďže kovy a zliatiny sa vo väčšine prípadov získavajú o vysoká teplota a produktivita pecí do značnej miery závisí od kvality použitých žiaruvzdorných materiálov.

Chemickým a mineralogickým zložením

Podľa chemického a mineralogického zloženia sa žiaruvzdorné materiály delia do nasledujúcich skupín.

• oxid kremičitý- dinas (nie menej ako 92 % SiO 2), vyrobený z kremenných materiálov (hlavne kremenca).
• Hlinitokremičitan, vyrobené zo žiaruvzdorných ílov a kaolínov, ktoré zahŕňajú grog (do 45 % Al 2 O 3) a žiaruvzdorné materiály s vysokým obsahom oxidu hlinitého (nad 45 % Al 2 O 3).
• Magnesian, vyrobený z minerálov obsahujúcich magnezit, s rôznymi spojivovými prísadami. Patria sem magnezit (najmenej 85 % MgO), dolomit (najmenej 35 % MgO a 40 % CaO), forsterit (od 35 do 55 % MgO a Cr 2 O 3), spinel (MgO a Al 2 O 3 v molekulovom pomere ) žiaruvzdorné materiály.
• Chrome, ktoré zahŕňajú chromitové (asi 30 % Cr 2 O 3) a chrómmagnezitové (10 - 30 % Cr 2 O 3 a 30 - 70 % MgO) produkty.
• uhlíkaté, ktoré obsahujú uhlík v jednom alebo druhom množstve, - grafit (30 - 60 % C), koks (70 - 90 % C).
• Zirkón: zirkón, vyrobený zo ZrO 2 a zirkónu, vyrobený z minerálu Zr 2 O 3 SiO 2.
• Oxid- výrobky vyrobené z oxidu berýlia, oxidu tória a oxidu céru.
• Karbid a nitrid, ktoré zahŕňajú karborundové (30-90 % SiC) žiaruvzdorné materiály a nitridové, karbidové a sulfidové žiaruvzdorné materiály.

Podľa stupňa požiarnej odolnosti

Podľa stupňa žiaruvzdornosti sú materiály rozdelené do troch skupín:

• žiaruvzdorný (1580-1750 °C);
• vysoko žiaruvzdorné (1770-2000 ° C);
• najvyššia žiaruvzdornosť (>2000° C).

Podľa GOST 4385 - 68 sú žiaruvzdorné materiály rozdelené do tried:

• Trieda 0 - požiarna odolnosť nie menšia ako 1750 ° C;
• Trieda A - požiarna odolnosť nie menšia ako 1730 ° C;
• Trieda B - požiarna odolnosť nie menšia ako 1670 ° C;
• Trieda B - požiarna odolnosť nie menšia ako 1580 ° C.

Tepelným spracovaním

Podľa tepelného spracovania sa žiaruvzdorné výrobky delia na:

• vypaľovanie (vypálené po formovaní);
• nevystrelený;
• liaty tavený.

Podľa spôsobu výroby

Podľa spôsobu výroby sa žiaruvzdorné materiály delia na:

• lisované - tvar je daný pri výrobe (žiaruvzdorné a tepelne izolačné výrobky);
• nedeformovaný - tvar sa získava v procese aplikácie (žiaruvzdorné betóny, ubíjané hmoty, nátery);
• žiaruvzdorné malty - plnivá pre švy žiaruvzdorného muriva.

Zložitosť tvaru a veľkosti

Podľa zložitosti tvaru a veľkosti sú kusové žiaruvzdorné výrobky rozdelené do nasledujúcich typov:

• normálna tehla;
• tvarovaný výrobok;
• veľké bloky;
• špeciálne výrobky (tégliky, rúrky atď.).

Základné vlastnosti žiaruvzdorných materiálov

Vhodnosť určitých žiaruvzdorných materiálov sa v každom jednotlivom prípade hodnotí v závislosti od ich základných fyzikálnych a pracovných vlastností.

Pracovné vlastnosti sa nazývajú žiaruvzdorné vlastnosti, ktoré spĺňajú požiadavky uvedené v tomto dokumente konkrétny prípad. Hlavnými vlastnosťami žiaruvzdorných materiálov sú žiaruvzdornosť, tepelná odolnosť, chemická odolnosť, deformácia pri zaťažení pri vysokej teplote a stálosť tvaru a objemu, pórovitosť, priepustnosť plynov, tepelná vodivosť, elektrická vodivosť.

požiarna odolnosť

Žiaruvzdornosť je schopnosť materiálov odolávať vysokým teplotám bez deformácie pod vlastnou hmotnosťou. Pri zahrievaní žiaruvzdorný materiál najskôr zmäkne v dôsledku roztavenia jeho taviteľnej zložky. Pri ďalšom zahrievaní sa objem začne topiť a viskozita materiálu postupne klesá. Proces tavenia žiaruvzdorných materiálov sa prejavuje postupným prechodom z pevného do kvapalného stavu a teplotný interval od začiatku mäknutia po tavenie niekedy dosahuje niekoľko stoviek stupňov. Preto sa na charakterizáciu žiaruvzdornosti používa teplota mäknutia.

Na tento účel sa pri určovaní žiaruvzdornosti materiálov používajú keramické pyroskopy (PC). Pyroskopy sú trojstenné zrezané pyramídy vysoké až 6 cm so základňou v tvare rovnostranného trojuholníka so stranami rovnými 1 cm.

Každý pyroskop zodpovedá určitej teplote mäknutia, teda teplote, pri ktorej pyroskop zmäkne natoľko, že sa jeho vrchná časť dotýka stojana (obr. 84). Označenie pyroskopov naznačuje jeho požiarnu odolnosť, zníženú desaťnásobne. Na určenie žiaruvzdornosti materiálu sa z neho vyrába pyramída podľa veľkosti pyroskopu. Skúšobná vzorka sa spolu s niekoľkými pyroskopmi rôznych čísel umiestni na stojan a vloží do elektrickej pece. Skúška požiarnej odolnosti sa redukuje na pozorovanie mäknutia (opadania) vzoriek v porovnaní s pyroskopmi za určitých podmienok ohrevu. Žiaruvzdornosť materiálu je indikovaná číslom pyroskopu, s ktorým vzorka súčasne spadla.

Deformácia pri zaťažení pri vysokých teplotách

Vo výmurovke pece pôsobí na žiaruvzdorné materiály hlavne tlaková sila, ktorá sa zvyšuje pri zahrievaní pece. Pre odhady mechanickej pevnosti žiaruvzdorných materiálov zvyčajne určujú závislosť zmeny veľkosti deformácie od teploty pri konštantnom zaťažení (obr. 85).

Testy sa uskutočňujú na valcovej vzorke s výškou 50 mm a priemerom 36 mm pri konštantnom zaťažení 1,96 10 5 Pa. Výsledky testu sú prezentované ako graf závislosti výšky vzorky od teploty. Na charakterizáciu deformácie si všimnite počiatočnú teplotu mäknutia, keď sa výška vzorky zníži o 4 %, teplotu zodpovedajúcu zmene výšky o 40 % a teplotný interval mäknutia predstavujúci rozdiel medzi týmito dvoma teplotami.

Stálosť tvaru a objemu

Pri zahrievaní žiaruvzdorných materiálov v peciach sa ich objem mení pod vplyvom dvoch faktorov - tepelnej rozťažnosti a zmršťovania (alebo rastu). Tepelná rozťažnosť väčšiny žiaruvzdorných materiálov je malá. Zmena objemu žiaruvzdorného materiálu pri vysokých teplotách je oveľa výraznejšia v dôsledku prebiehajúcich premien. Šamotové výrobky sa teda zmršťujú v dôsledku vytvorenia určitého množstva kvapalnej fázy a zhutnenia črepu. Zvyčajne je toto zmenšenie objemu väčšie ako jeho tepelná rozťažnosť a vedie k zväčšeniu švíkov. Produkty Dinas pri zahrievaní zväčšujú svoj objem vďaka dodatočným procesom rekryštalizácie. Zväčšenie objemu výrobku počas prevádzky prispieva k utesneniu škár muriva. Objemová zmena žiaruvzdorných materiálov sa vyhodnocuje zahrievaním presne odmeraných vzoriek v peci.

Tepelná odolnosť

Tepelný odpor je schopnosť žiaruvzdorných materiálov nezrútiť sa pri náhlych zmenách teploty. Toto je obzvlášť dôležité pre žiaruvzdorné materiály používané vo vsádzkových peciach. Tepelný odpor žiaruvzdorných materiálov je tým vyšší, čím je väčšia tepelná vodivosť materiálu, jeho pórovitosť a zrnitosť a čím nižší je teplotný koeficient lineárnej rozťažnosti, hustoty, rozmerov výrobku a zmien objemu pri alotropných premenách.

Na stanovenie tepelného odporu sa používa vzorka v tvare tehly. Vzorka sa zahrieva 40 minút na 850 °C, potom sa ochladí na 8 až 15 minút. Cyklus ohrevu a chladenia sa nazýva tepelný cyklus. Chladenie môže byť len na vzduchu (výmena tepla vzduchu) alebo najskôr 3 minúty vo vode, potom 5-10 minút na vzduchu (výmena tepla vody). Zahrievanie a chladenie sa vykonáva dovtedy, kým strata hmotnosti vzorky (v dôsledku odštiepenia kúskov) nedosiahne 20 %. Tepelný odpor sa odhaduje podľa počtu udržiavaných tepelných cyklov.

Chemická odolnosť

Chemickou odolnosťou žiaruvzdorných materiálov sa rozumie ich schopnosť odolávať deštrukcii chemickými a fyzikálnymi účinkami produktov vytvorených v peci - kovu, trosky, prachu, popola, pár a plynov. Trosky majú najväčší vplyv na žiaruvzdorné materiály v taviacich peciach. Vo vzťahu k pôsobeniu trosiek možno žiaruvzdorné materiály rozdeliť do troch skupín - kyslé, zásadité a neutrálne.

Kyslé žiaruvzdorné materiály odolné voči kyslým troskám obsahujúcim veľký počet SiO 2, ale korodovaný zásaditými troskami. Kyselinový žiaruvzdorný je dinas. Dinas je odolný voči oxidačným a redukčným plynom.

Základné žiaruvzdorné materiály odolný voči pôsobeniu zásaditých trosiek, ale korodovaný kyslými. Patria sem žiaruvzdorné materiály s obsahom vápna, horčíka a alkalických oxidov (dolomit, magnezit atď.).

Neutrálne (stredné) žiaruvzdorné materiály, ktoré zahŕňajú amorfné oxidy, reagujú s kyslými aj zásaditými troskami v oveľa menšom rozsahu ako kyslé a zásadité. Patrí medzi ne chrómová železná ruda obsahujúca FeO·Cr 2 O 3 ako hlavnú zložku.

Odolnosť voči troske

Odolnosť žiaruvzdorných materiálov proti troske závisí od rýchlosti chemické reakciežiaruvzdorný s troskou a viskozitou trosky. S viskóznymi troskami a nízkymi reakčnými rýchlosťami môže žiaruvzdorný produkt dobre fungovať. So zvýšením teploty sa rýchlosť chemických reakcií zvyšuje a viskozita trosky klesá, takže aj mierne zvýšenie teploty (o 25-30 ° C) vedie k výraznému zvýšeniu korózie žiaruvzdorných materiálov. Porézne výrobky s otvorené póry menej odolné voči troske ako hustejšie. vonkajšie jemný povrch tehlový plášť lepšie odoláva pôsobeniu trosky ako drsný lomový povrch. Trhliny vo výrobku tiež znižujú jeho odolnosť voči troske.

Na stanovenie odolnosti voči troske sa používajú dve metódy - statická a dynamická. Pri statickom spôsobe sa do žiaruvzdorného výrobku vyvŕta valcový otvor, do ktorého sa naleje jemne rozomletá troska. Produkt sa zahrieva v rúre, kým sa to Prevádzková teplota(ale nie nižšie ako 1450 °C) a udržiavané pri tejto teplote 3-4 hodiny Odolnosť voči troske sa kvalitatívne posudzuje podľa stupňa rozpustenia produktu v troske a hĺbky jeho preniknutia do produktu. Pri dynamickej metóde sa prášková troska (1 kg) naleje na testovanú žiaruvzdornú tehlu, inštalovanú vertikálne v peci, pri teplote 1450 ° C počas 1 hodiny. Troska, ktorá sa taví a steká po povrchu tehly, v nej požiera ryhy. Napadnutie trosky je určené stratou objemu (v kubických centimetroch) s prihliadnutím na dodatočné zmršťovanie tehly.

Tepelná vodivosť

V závislosti od účelu, na ktorý sa žiaruvzdorný materiál používa, musí byť jeho tepelná vodivosť vysoká alebo nízka. Materiály určené na vložkovanie pecí by teda mali mať nízku tepelnú vodivosť, aby sa znížili tepelné straty do okolitého priestoru a zvýšila sa účinnosť pece. Materiály na výrobu téglikov a muflí však musia mať vysokú tepelnú vodivosť, čo znižuje pokles teploty v ich stenách.

So stúpajúcou teplotou sa zvyšuje tepelná vodivosť väčšiny žiaruvzdorných materiálov (obr. 86). Výnimkou sú magnezitové a karborundové produkty, ktorých tepelná vodivosť v tomto prípade klesá. Tepelná vodivosť všetkých žiaruvzdorných materiálov klesá so zvyšujúcou sa pórovitosťou. Avšak pri vysokých teplotách (nad 800–900 °C) má zvýšenie pórovitosti malý vplyv na tepelnú vodivosť. Vplyv získava konfigurácia a veľkosť pórov, ktoré určujú prenos tepla konvekciou vo vnútri pórov. Zvýšenie obsahu kryštalickej fázy v materiáli vedie k zvýšeniu tepelnej vodivosti.

Elektrická vodivosť

Elektrická vodivosť je určujúcim parametrom žiaruvzdorných materiálov používaných na výmurovky elektrické rúry. Pri normálnych teplotách sú vo všeobecnosti všetky žiaruvzdorné materiály dobrými dielektrikami. Keď teplota stúpa, ich elektrická vodivosť sa rýchlo zvyšuje a stávajú sa vodičmi. Elektrická vodivosť materiálov s vysokou pórovitosťou pri vysokých teplotách klesá.

Tepelná kapacita

Tepelná kapacita žiaruvzdorných materiálov určuje rýchlosť ohrevu a chladenia výmurovky a náklady na teplo na ohrev. Má najmä dôležitosti počas prevádzky vsádzkových pecí. Tepelná kapacita závisí od chemického a mineralogického zloženia žiaruvzdorných materiálov. Stanovuje sa kalorimetrickou metódou. Tepelná kapacita sa zvyčajne mierne zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou. Jeho priemerná hodnota sa pohybuje v rozmedzí 0,8-1,5 kJ/(kg·K).

Pórovitosť

Všetky žiaruvzdorné výrobky sú porézne. Veľkosť pórov, ich štruktúra a počet sú veľmi rôznorodé. Oddelené póry sú buď navzájom prepojené a s atmosférou, alebo sú to uzavreté priestory vo vnútri produktu. Odtiaľ rozlišujú pórovitosť OTVORENÉ alebo zjavné, v ktorých póry komunikujú s atmosférou, pórovitosť ZATVORENÉ keď póry nemajú prístup von, a pórovitosť pravda, alebo všeobecný, teda celkový.

Otvorená pórovitosť sa vypočíta z nameranej absorpcie vody a objemovej hmotnosti žiaruvzdorných výrobkov.

Priepustnosť plynov

Priepustnosť plynu závisí od povahy žiaruvzdorného materiálu, od veľkosti otvorenej pórovitosti, od rovnomernosti štruktúry produktu, od teploty a tlaku plynu. So stúpajúcou teplotou klesá priepustnosť žiaruvzdorných materiálov pre plyny, pretože sa zväčšuje objem plynu a zvyšuje sa jeho viskozita. Žiaruvzdorné materiály by mali mať čo najmenšiu priepustnosť pre plyny, najmä tie, ktoré sa používajú na výrobu retort, muflí a téglikov. Najvyššiu priepustnosť plynu majú šamotové výrobky a najnižšiu Dinas.

Hustota a objemová hmotnosť

Hustota materiálu je pomer hmotnosti vzorky k objemu, ktorý zaberá, mínus objem pórov. Objemová hmotnosť je pomer hmotnosti vzorky vysušenej pri 105 °C k objemu, ktorý zaberá, vrátane objemu pórov.

Vzhľad a štruktúra

Všetky žiaruvzdorné výrobky sú rozdelené do tried v súlade s vyvinutými normami. Trieda žiaruvzdorných výrobkov je určená veľkosťou odchýlky od stanovené rozmery, zakrivenie, zlomené rohy, tuposť rebier, prítomnosť jednotlivých tavenín, trosky, zárezy a praskliny. Odchýlky rozmerov sú povolené v rámci limitov uvedených v príslušných normách v závislosti od triedy. Zakrivenie výrobkov je určené šípkou vychýlenia. Je zrejmé, že čím väčšie je zakrivenie, tým bude murivo menej husté. Na kvalitu muriva negatívne vplýva aj lomenie rohov a tuposť rebier.

Tavenie je lokálne tavenie povrchu žiaruvzdorného materiálu s tvorbou "dutiny". Dôvodom tavenia je nedostatočne dobré premiešanie vsádzky pri výrobe žiaruvzdorných materiálov. V miestach tavenia dochádza k rýchlej deštrukcii troskou už pri relatívne nízkej teplote, takže počet tavenín na povrchu produktu je prísne obmedzený.

Troska sa tvorí na povrchu výrobku vo forme výrastkov v dôsledku jeho znečistenia pri výpale pieskom, hlinou a pod. Prítomnosť trosky na povrchu výrobkov je tiež obmedzená.

Zárezy (lomy do šírky 0,5 mm) a trhliny (lomy do šírky 0,5 mm) na povrchu žiaruvzdorných výrobkov zvyšujú koróziu trosky a znižujú ich mechanickú pevnosť. Vznikajú počas procesu vypaľovania pri neopatrnom zahrievaní alebo ochladzovaní produktu.

Žiaruvzdorný materiál dobrej kvality musí mať homogénnu štruktúru lomu bez dutín a delaminácií. Zrná rôznych frakcií by mali byť rovnomerne rozložené po povrchu lomu, nemali by vypadávať a ľahko sa drobiť.

Pri výbere jedného alebo druhého materiálu je potrebné sa v každom prípade riadiť základnými požiadavkami naň. Takže materiál na steny a oblúk taviaca pec musí mať predovšetkým vysokú mechanická pevnosť. Pre svahy pece by sa mal použiť žiaruvzdorný materiál, ktorý je odolnejší voči pôsobeniu trosiek vytvorených počas tohto metalurgického procesu.

Pri výbere žiaruvzdorných materiálov by sa mali brať do úvahy ich náklady. Porovnávacie náklady na 1 tonu niektorých žiaruvzdorných tehál 1. triedy vo vzťahu k nákladom na tehlu dinas sú nasledovné:

Preprava a skladovanie žiaruvzdorných výrobkov

Po dodaní spotrebiteľovi správna preprava a skladovanie hotových žiaruvzdorných výrobkov zaisťuje ich bezpečnosť, dobrá kvalita murivo a nemennosť výkonu. Pri preprave vo vozňoch sa žiaruvzdorné tehly ukladajú v radoch tesne po celej ploche vozňa s klinovaním. Medzi radmi sa ukladá slama alebo drevené hobliny. Pri preprave vo vozidlách je tehla tiež pevne zabalená v radoch s klinovaním drevenými klinmi. AT nedávne časy využíva sa preprava tehál v kontajneroch, čo zvyšuje jej bezpečnosť a uľahčuje operácie nakladania a vykladania. Pri preprave tehál na pracoviská na dopravníkoch a podnosoch by nemali narážať do seba a do častí prepravných zariadení.

Malty a prášky sa prepravujú v kontajneroch, papierových vreciach alebo voľne ložené v čistých vozňoch.

Sklady na skladovanie žiaruvzdorných výrobkov musia byť uzavreté. Pri skladovaní na vonku v dôsledku striedavého zvlhčovania a sušenia, mrazenia a rozmrazovania sa výkon žiaruvzdorných materiálov zhoršuje. Pokles odolnosti proti stlačeniu po roku skladovania na voľnom priestranstve je u šamotu o 27-30%, u dinas o 35% a u magnezitových výrobkov o 30%. Povolené v letný čas skladovať šamotové a dinasové výrobky v polouzavretých skladoch. Žiaruvzdorné prášky a malty sa skladujú v uzavretých skladoch v samostatných zásobníkoch.

Netvarované žiaruvzdorné a žiaruvzdorné malty

Netvarované žiaruvzdorné materiály sú zmesi práškového žiaruvzdorného plniva a spojivovej prísady.

Použitie netvarovaných žiaruvzdorných materiálov umožňuje zjednodušiť proces vymurovania hutníckych pecí vrátane výroby zložitých prvkov, zvýšiť chemickú odolnosť vymurovky a znížiť jej plynopriepustnosť v dôsledku absencie švíkov a urýchliť oprava pecí. Našli široké uplatnenie v
usporiadanie ohniska a oblúka pecí, obloženie indukčné pece, sklzy na uvoľňovanie taveniny a ďalšie prvky komplexnej konfigurácie.

Nedebnené žiaruvzdorné materiály zahŕňajú žiaruvzdorné betóny, tvárne a neplastové ubíjané hmoty.

Žiaruvzdorné betóny, v ktorej sa ako spojivo používajú cementy, tvrdnú na vzduchu pri normálnej teplote v prítomnosti vody. Betón sa kladie s miernym zhutnením. Výsledná vysoká pevnosť na vzduchu nemá stabilnú keramickú väzbu ako žiaruvzdorné výrobky, takže betón pri zahriatí mení svoju štruktúru a vlastnosti. To vysvetľuje určité zníženie pevnosti betónu počas zahrievania. Ako cementy sa používa portlandský cement, hlinité, magnéziové a vysokohlinité cementy. Plnivá môžu byť rôzne žiaruvzdorné materiály, vybrané v závislosti od pracovných podmienok a cementového materiálu. Požiarna odolnosť betónu je určená požiarnou odolnosťou plniva.

Pri použití portlandského cementu v betóne treba počítať so znížením ich pevnosti a deštrukciou pri zahriatí nad 600 °C v dôsledku polymorfných premien cementovej zložky 2CaO SiO 2 . Zavedenie stabilizačných prísad s obsahom SiO 2 alebo Al 2 O 3 umožňuje získať betón dostatočne mechanicky
pevnosť zahrievania. Betóny na stabilizovanom portlandskom cemente so šamotovým plnivom je možné použiť do teploty 1400 ° C a s chrómmagnezitovým plnivom - do 1700 ° C.

Najpoužívanejší pri výrobe betónu je hlinitý cement, ktorý má vysoká rýchlosť otužovanie. Keďže betón je počas tvrdnutia veľmi horúci, treba ho zalievať. Tento betón sa vyznačuje výraznou stratou mechanickej pevnosti pri zahrievaní v teplotnom rozmedzí 500-1100 °C, preto by sa mal používať pri vyšších teplotách. Betón na hlinitom cemente so šamotovým plnivom sa odporúča používať pri teplote 1150-1400°C. Betón na vysokohlinitom a chromomagnezitovom plnive sa používa pri teplote 1400-1700°C.

Magnéziový cement sa používa na výrobu vysoko žiaruvzdorných betónov s magnezitovým alebo chrómmagnezitovým plnivom. Požiarna odolnosť takéhoto betónu je 1900 ° C.

V poslednej dobe sa používajú betóny na fosfátových spojivách - ortofosforečných alebo fosforečných kyselinách. V tomto prípade sa ako plnivá používajú vysokokvalitné plne vypálené žiaruvzdorné materiály: šamot s vysokým obsahom oxidu hlinitého, tavený oxid kremičitý s vysokou čistotou atď. Fosfátové betóny majú zvýšenú žiaruvzdornosť, vysokú tepelnú odolnosť a odolnosť proti opotrebovaniu. Tieto betóny rýchlo tvrdnú a získavajú mechanickú pevnosť pri nízkych teplotách a dobre priľnú k rôznym žiaruvzdorným materiálom.

AT plastové ubíjacie hmoty plastické žiaruvzdorné íly slúžia ako spojivo. Plnivá môžu byť akékoľvek žiaruvzdorné materiály. Väčšina široké uplatnenie Získali sa šamotové, vysokohlinité, chromitové a v obzvlášť kritických prípadoch uhlíkaté materiály. Plastové ubíjacie hmoty sa vyznačujú výrazným zmršťovaním pri zahrievaní, čo sa vysvetľuje vysokým obsahom hliny. Ich pevnosť sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou v dôsledku zmien vyskytujúcich sa v ílovom spojive. Balenie ubíjaných hmôt sa vykonáva ručným podbíjaním alebo pneumatickým ubíjaním.

AT neplastové ubíjacie hmoty spojivami sú vodné roztoky solí: síran a chlorid horečnatý, kyselina fosforečná, rôzne fosforečnany, kyselina boritá, tekuté sklo a pod organickej hmoty. Poskytujú dočasne nízku pevnosť materiálu pri normálnej teplote a vytvárajú pri vysokej teplote toky, ktoré urýchľujú rekryštalizáciu základného žiaruvzdorného materiálu na získanie vysokej pevnosti. Použitie uhoľného dechtu a živice ako spojiva umožňuje pri zahriatí vytvárať uhlíkaté spojivo, ktoré zvyšuje odolnosť ubíjacích hmôt proti korozívnemu pôsobeniu taveniny.

Ukladanie neplastovej žiaruvzdornej ubíjacej hmoty sa vykonáva pod veľký tlak pneumatický tamper a pri obložení veľkých plôch - s vibrátorom. Žiaruvzdorné ubíjacie hmoty sa používajú v náročných aplikáciách, kde sa vyžaduje vysoká odolnosť proti opotrebovaniu a troske a kde sa vyžaduje vysoká rozmerová presnosť. Široko sa používajú na obloženie indukčnej pece, nísteje pece, tavenie neželezných kovov, plniace otvory rotačných pecí, otvory strechy oblúkovej pece.

Žiaruvzdorné roztoky- sú to hmoty používané na vyplnenie škár v murive pece, čo jej dodáva mechanickú pevnosť a pevnosť. Podľa hustoty sa roztoky delia na tekuté, polohusté a husté. Čím je škára hrubšia, tým hustejší musí byť roztok na jej vyplnenie. Kvapalné roztoky sa používajú na
hrúbky škár 1-2 mm, čo sa vyskytuje pri veľmi hustom murive. Požiadavky na vlastnosti roztokov sú vysoká požiarna odolnosť, blízka požiarnej odolnosti murovacieho materiálu, vysoká teplota mäknutia a dobrá odolnosť proti troske.

Hlavnými zložkami roztokov sú prášok žiaruvzdorného materiálu a plastická žiaruvzdorná hlina zmiešaná s vodou. Pre murivo dinas je roztok tvorený jemne mletým práškom dinas (85-90%) a vysokokvalitným žiaruvzdorným ílom (10-15%); šamotový roztok obsahuje šamotový prášok (70-85%) a
žiaruvzdorná hlina (15-30%) atď. Pri teplotách nad 800 °C sa roztok speká s murovacím materiálom. Roztoky je možné pripraviť zmiešaním s vodou hotových suchých zmesí - mált, ktorých zloženie stanovuje GOST. V niektorých prípadoch môže byť potrebné získať pevné murivo pri normálnych teplotách. To je zabezpečené použitím mált tvrdnúcich na vzduchu a mált získaných pridaním cementov do ich zloženia.

Roztoky sa nepoužívajú len pre magnezitové a chrómmagnezitové žiaruvzdorné materiály. Kladú sa nasucho so zásypom škár magnezitovým alebo chromomagnezitovým práškom.

Žiaruvzdorné nátery. Na utesnenie muriva a zníženie jeho plynovej priepustnosti, ako aj na ochranu muriva pred vplyvmi prostredia pece a ako izolačný náter sa používajú žiaruvzdorné nátery. Podľa účelu náteru ho možno rozdeliť do troch skupín - tesniace, izolačné a ochranné.

Tesniace a izolačné nátery aplikované na predtým vyčistené vonkajší povrch murivo s vrstvou 2-4 mm pri povrchovej teplote nie vyššej ako 100 ° C. Ochranné nátery s vrstvou 2-3 mm pokrývajú vnútorný povrch muriva, hlavne vykurovacích a tepelných pecí. Možno použiť na zapustenie malé otvory v murive pri opravách za tepla, keď sa nanášajú pod tlakom pomocou špeciálnych pištolí. Žiaruvzdorné povlaky pozostávajú z jemne rozptýlených žiaruvzdorných práškov, žiaruvzdorných ílov a lepidiel, zvyčajne tekutého skla. Azbest sa tiež pridáva do zloženia tesniacich a izolačných náterov v množstvách 15 a 40%. K tuhnutiu a tvrdnutiu povlakov dochádza v dôsledku sušenia a spekania hmoty pri zahrievaní.

Výrobky s najvyššou žiaruvzdornosťou

Výrobky s najvyššou žiaruvzdornosťou sú výrobky vyrobené z čistých oxidov, ako aj niektorých nitridov, karbidov, boridov a sulfidov. Ich potrebu určilo použitie v moderná technológiažiaruvzdorné vzácne kovy ako titán, zirkónium, tantal, niób, molybdén, urán, tórium vysokej čistoty.

oxidové žiaruvzdorné materiály. oxid berýlium(BeO) má teplotu topenia 2530 °C. Výrobky BeO vypálené pri 1900 °C sa vyznačujú vysokou tepelnou stabilitou a tepelnou vodivosťou, nízkou pórovitosťou (zdanlivá pórovitosť je menšia ako 6 % a nie je tu žiadna otvorená pórovitosť). Ich priepustnosť pre plyny je zanedbateľná, preto ich možno použiť v zariadeniach na destiláciu kovov vo vákuu.

Oxid tória(ThO 2) má teplotu topenia 3300 °C. Výrobky z ThO 2 vypálené pri teplote 1500 °C majú vysoká hustota a vysoká žiaruvzdornosť (3000 ° C), avšak nízka tepelná stabilita, pretože s nízkou tepelnou vodivosťou majú veľký koeficient lineárnej rozťažnosti. Oxid tóriitý sa používa na výrobu vysokoteplotných ohrievačov pre elektrické odporové pece.

Karbidy. Karbidy mnohých kovov majú vysokú teplotu topenia a značnú chemickú odolnosť. Karbid titánu (TiC) má teplotu topenia 3140 °C. Tégliky z karbidu titánu s prídavkom 1 % Na 2 SiO 3 a 2,5 % práškového železa sa používajú na tavenie žiaruvzdorných a reaktívnych kovov (sodík a pod.).

Borides. V metalurgii našli uplatnenie výrobky z boridov zirkónu a chrómu. Borid zirkónia (ZrB 2) má teplotu topenia 3040 °C. Produkty boridu zirkónia sú odolné voči dusíku a kyselina chlorovodíková ako aj roztavené kovy a soli.

Borid chrómu má teplotu topenia 1850 °C. Výrobky vyrobené z boridu chrómu sú odolné aj voči reaktívnym kovom. Používa sa ako materiál na výrobu téglikov, krytov termočlánkov, trysiek vysokoteplotných horákov atď.

Sulfidy. Sulfid tória má teplotu topenia viac ako 2500 °C. Tégliky na sulfid bárnatý sa používajú na tavenie céru, tória, horčíka a hliníka.

Žiaruvzdorné materiály zirkónu a zirkónu

Žiaruvzdorné materiály obsahujúce oxid zirkoničitý možno rozdeliť do dvoch skupín - zirkónové žiaruvzdorné materiály a zirkónové žiaruvzdorné materiály. Zirkóniové žiaruvzdorné materiály, pozostávajúce prevažne z oxidu zirkoničitého (ZrO 2), sú vyrobené z prírodné plemená- minerál badelit alebo zo zirkónovej rudy s obsahom 80-99% ZrO 2 a až 20% nečistôt, oxidov rôzne kovy. Oxid zirkoničitý je možné získať aj umelo chemickým spracovaním jeho prírodných zlúčenín. Vsádzka na výrobu zirkónových žiaruvzdorných materiálov pozostáva z dobre vymletej, vopred vypálenej zirkónovej hmoty v briketách a surového oxidu zirkoničitého ako spojiva (do 10 %). Pretože produkty vyrobené z oxidu zirkoničitého sa vyznačujú objemovou prchavosťou počas zahrievania a chladenia, do vsádzky sa na stabilizáciu pridáva vápno. Výrobky sú lisované alebo odlievané z tekutej hmoty, vypálené pri teplote 1700°C.

Zirkónové výrobky sa vyznačujú vysokou požiarnou odolnosťou (asi 2500 ° C), vysokou tepelnou stabilitou (viac ako 25 vodných tepelných cyklov), chemickou odolnosťou voči kyslým aj zásaditým troskám. Pri vysokých teplotách (asi 2000 °C) môže oxid zirkoničitý interagovať s dusíkom a uhlíkom, vytvárať krehké karbidy a nitridy a so zásaditou troskou. Zirkóniové žiaruvzdorné materiály sa používajú pri výrobe téglikov na tavenie neželezných kovov.

Žiaruvzdorné zirkóny sú vyrobené z kremičitanu zirkoničitého - zirkónu (ZrO 2 SiO 2). Horniny zirkónu obsahujú 56-67% ZrO2 a 33-35% Si02. Nečistotami sú spravidla oxidy kovov - Al 2 O 3, TiO 2, Fe 2 O 3 a iné Výroba zirkónových žiaruvzdorných materiálov je podobná výrobe zirkónových žiaruvzdorných materiálov. Zirkónové produkty si zachovávajú konštantný objem počas zahrievania a chladenia, preto sa do vsádzky pri ich výrobe nepridávajú stabilizátory. Hlavnými vlastnosťami výrobkov vyrobených zo zirkónu je vyšší bod mäknutia pri zaťažení (1650°C) ako u zirkónu a vysoká tepelná stabilita, požiarna odolnosť 1900-2000°C.

Karborundové produkty

Karborundum – karbid kremíka – sa získava kalcináciou zmesi rýdz kremenný piesok s ropným koksom alebo antracitom, pilinami a kuchynskou soľou. Proces tvorby karborunda začína pri 1600 a končí pri 2000°C, pričom prebieha podľa reakcií:

SiO 2 + 2C \u003d 2CO + Si (para)
Si+C=SiC
Si02 + 3C \u003d SiC + 2CO.

Najprv sa vytvorí amorfný karborundum, ktorý pri teplotách nad 1900 °C takmer úplne prechádza do kryštalického. piliny zavedené do zmesi na zvýšenie pórovitosti karborunda a úplnejšie odstránenie prchavých látok. Prítomnosť kuchynskej soli pomáha odstraňovať nečistoty, ktoré pri vytváraní chloridových zlúčenín s NaCl pri zahriatí prchajú. Čisté karborundum zodpovedá vzorcu SiC (70,4 % Si a 29,6 % C). Technické karborundum obsahuje ako nečistoty karbid železa, koloidný uhlík a rôzne živice. Karborundum sa netopí, ale pri teplotách nad 1900-2000 °C sa rozkladá na kremík (para) a uhlík (grafit). Žiaruvzdornosť karborundových výrobkov ~ 2000-2200 ° C.

V závislosti od východiskového materiálu a spôsobu výroby sa rozlišujú dva typy karborundových produktov:

1. výrobky na ílovom spojive, ferosilicii alebo iných minerálnych spojivách (karbofraky);
2. produkty rekryštalizované bez spojiva (refrakčné).

Východiskové materiály pre výrobu produkty carbofrax slúži drvený kryštalický karborundum (60-90%) a žiaruvzdorná hlina (spojivo). Výrobky sa lisujú polosuchým lisovaním alebo podbíjaním.

Po vysušení sa výrobky vypaľujú pri teplote 1380-1450 °C.

Výrobky Carbofrax sa vyznačujú dostatočne vysokou tepelnou odolnosťou (aspoň 20 tepelných cyklov vzduchu), vysokou tepelnou vodivosťou, ktorá klesá so zvyšujúcou sa hlinkou v vsádzke, vysokou zdanlivou pórovitosťou a vysokou mechanickou pevnosťou. Bod mäknutia pri zaťažení závisí od
množstvo ílového spojiva, keď je obsiahnuté v množstve 10-20%, nástup mäknutia nastáva pri 1750°C. Dobre odoláva účinkom kyslých kremičitých trosiek a pôsobeniu kyselín (okrem HF a HNO 3) , ale pod vplyvom alkálií a oxidov ťažké kovy karborundum sa rýchlo rozkladá. Nie je veľmi stabilný v oxidačnej atmosfére, oxiduje podľa reakcie 2SiC + 3O 2 = 2SiO 2 + 2CO (film SiO 2 vytvorený na produkte ho trochu chráni pred ďalšou oxidáciou).

Karborundové produkty na ferosilíciovej väzbe sa vyznačujú nižšou pórovitosťou (asi 10 %), a teda nižšou priepustnosťou pre plyny a vyššou odolnosťou voči troske.

Refrakčné produkty sú vyrobené z jemne rozomletého kryštalického karborunda na organickom spojive a vypálené pri teplote 2300 °C. Počas výpalu karborundum rekryštalizuje, v dôsledku čoho produkt získava pevnosť. Refrakčné produkty sa vyznačujú vyššou teplotou
začiatok deformácie pri zaťažení, vysoká tepelná stabilita (až 150 tepelných cyklov vody), výrazne vyššia tepelná vodivosť, avšak ľahko sa oxidujú, keďže majú výraznú pórovitosť.

Z karborunda sú vyrábané platne na mufle, obloženie elektrických pecí a pecí tavenia elektrónovým lúčom, formy na odlievanie hliníka, destilačné kolóny na výrobu zinku, ohrievače pre elektrické odporové pece, rekuperátory.

Uhlíkové žiaruvzdorné materiály

Uhlíkové žiaruvzdorné materiály obsahujú najmenej 30 % C a vyznačujú sa vysokou žiaruvzdornosťou, tepelnou odolnosťou, odolnosťou voči troske, tepelnou vodivosťou a elektrickou vodivosťou. Uhlíkové žiaruvzdorné materiály možno rozdeliť do dvoch skupín - koksové žiaruvzdorné materiály, pozostávajúce hlavne z uhlíkatých materiálov (koks atď.), a grafitové žiaruvzdorné materiály, obsahujúce grafit a ílovité materiály.

Pre žiaruvzdorné koks surovinou je zlievárenský koláč alebo ropný koks, ktorý neobsahuje popol na zvýšenie elektrickej vodivosti. Ako spojivo sa používa antracénový olej a smola s prídavkom bitúmenu. Po vyformovaní a vysušení sa výrobky vypaľujú v redukčnej atmosfére pri teplote 1000-1320 ° C. Koksové žiaruvzdorné žiaruvzdorné materiály sa vyznačujú vysokou žiaruvzdornosťou (nad 3000 ° C), vysokou tepelnou stabilitou a objemovou stálosťou. Pri zaťažení pri vysokých teplotách prakticky nedochádza k deformácii. Koksové žiaruvzdorné trosky nie sú zmáčané, preto sa nimi neničia, majú vysokú tepelnú a elektrickú vodivosť. Hlavnou nevýhodou uhlíkových produktov je rýchla oxidácia, preto sa dajú použiť len v redukčnej atmosfére alebo pod vrstvou iných žiaruvzdorných materiálov.

Valcové výrobky sa používajú ako elektródy v oblúkových peciach.

Grafit sa vyskytuje prirodzene a získava sa umelo zahrievaním antracitu alebo ropného koksu v elektrických peciach pri teplote 2300°C.
zliatin. Vsádzka na ich výrobu je 30-35% vločkového grafitu, 30-45% šamotu a 30-40% žiaruvzdornej hliny. Tégliky sú lisované v sadrových alebo kovových formách, starostlivo vysušené a vypálené v redukčnej atmosfére v špeciálnych kapsulách naplnených uhlím pri teplote 700-900°C.Pred použitím musia byť tégliky kalcinované pri teplote 1200°C až odstráňte hygroskopickú vlhkosť. Žiaruvzdornosť grafitových výrobkov je asi 2000 ° C. Nedeformujú sa pri zaťažení až do teploty 2000 ° C, vyznačujú sa konštantným objemom (pri zahrievaní je pozorovaná len mierna expanzia). Grafitové produkty sú neutrálne a majú vysokú odolnosť voči troske, ale pri vysokých teplotách uhlík interaguje s kyslými aj zásaditými troskami, redukuje oxidy a sám sa oxiduje. Preto sú tégliky korodované troskou hlavne na hornej úrovni. Charakteristickou vlastnosťou grafitových téglikov je vysoká tepelná a elektrická vodivosť, ktorá predurčuje ich použitie v indukčných téglikových peciach.

Grafitové elektródy používané v elektrických oblúkových peciach sa vyrábajú grafitizáciou uhlíkových elektród. Na tento účel prechádza prúd cez elektródy pokryté koksom v peci, pričom sa zahrievajú na 2000 ° C. Pri tejto teplote dochádza k grafitizácii uhlíkových produktov.

Chromitové, chrómmagnezitové a magnezit-chromitové žiaruvzdorné materiály

Chromit, alebo chrómová železná ruda, v čistej forme zodpovedá chemickej zlúčenine Cr 2 O 3 FeO pri obsahu 67,9 % Cr 2 O 3 a 32,1 % FeO. Okrem toho vždy obsahuje určité množstvo nečistôt, najmä MgO, Al 2 O 3, SiO 2 atď. Chrómová železná ruda, ktorá je najcennejšou rudou na výrobu chrómu, sa používa aj ako žiaruvzdorný materiál. Schéma výroby chromitových výrobkov je v zásade rovnaká ako pri magnezitových výrobkoch. Pri vypaľovaní chromitových produktov vznikajú v dôsledku reakcií chromitu s inými žiaruvzdornými oxidmi forsterit, vysoko žiaruvzdorné spinely a ďalšie zlúčeniny, ktoré zvyšujú žiaruvzdorné vlastnosti Produkty. Hlavné vlastnosti chromitových výrobkov sú nasledovné: relatívne vysoká žiaruvzdornosť (~ 1850 ° C), ale nízka teplota začiatku deformácie (~ 1 470 ° C), tepelná odolnosť nepresahujúca 20 tepelných cyklov vzduchu, dobrá odolnosť voči kyslým a zásadité trosky, ale sú zničené tvorbou ferochrómu v redukčnej atmosfére.

Chrómmagnezitové žiaruvzdorné materiály sa vyrábajú z chromitu a metalurgického magnezitu, s obsahom náplne 50-60% chromitu a 40-50% metalurgického prášku.

magnezit-chromitžiaruvzdorné materiály majú v náplni 25-30% chromitu a 65-70% magnezitu. Zvyšovaním obsahu magnezitu sa zvyšuje teplota začiatku deformácie a tepelná odolnosť výrobkov. Schéma výroby chromomagiezitových a magnezit-chromitových výrobkov je podobná schéme výroby magnezitových výrobkov.

Hlavnými vlastnosťami chrómmagnezitových výrobkov sú vysoká žiaruvzdornosť (~ 1950 °C), relatívne nízka teplota začiatku deformácie (1450-1530 °C), nízka tepelná odolnosť, relatívne vysoká pórovitosť, vysoká odolnosť proti pôsobeniu základných a kyslé trosky. Vlastnosti magnezit-chromitových žiaruvzdorných materiálov sú dané granulometrickým zložením vsádzky, tlakom pri lisovaní výrobkov a teplotou výpalu.

Vlastnosti výrobkov zo zmesi pozostávajúcej z jemných frakcií, vyrobených lisovaním pri tlaku 80-130 MPa a vypálených pri teplote 1500-1600 °C, sú rovnaké ako vlastnosti chrómmagnezitu, s mierne vyššou teplotou začiatku deformácie a výrazne vyššej tepelnej odolnosti. magnezit-chromit
vysokohustotné výrobky, pre ktoré je vsádzka tvorená jemne mletým magnezitovým sintrem a veľkými frakciami chromitu, sa lisujú pri tlaku minimálne 130 MPa a vypaľujú pri teplote 1700-1750 °C. výrobky majú vysokú žiaruvzdornosť (~ 2000 °C) a tepelnú odolnosť a vysokú hustotu (nízka pórovitosť), čo zvyšuje životnosť týchto výrobkov 1,5-krát.

Chrómmagnezitové a magnezitochromitové výrobky sa používajú na kladenie stien a klenieb vysokoteplotných pecí - oblúkových, vykurovacích a taviacich.

Žiaruvzdorné materiály z forsteritu a mastenca

Forsteritové žiaruvzdorné materiály sú materiály, ktorých hlavnou zložkou je chemická zlúčenina- forsterit 2MgO SiO 2 . Surovinou na výrobu forsteritových žiaruvzdorných materiálov sú horečnato-silikátové horniny - olivinity, slivinity, serpentinity atď. Pri výrobe žiaruvzdorných materiálov sa do vsádzky pridáva MgO na premenu taviteľných kremičitanov horečnatých na forsterit a oxidy železa na horečnatý ferit. Prebytok MgO v vsádzke zvyšuje odolnosť výrobkov voči troske a urýchľuje tvorbu črepu. Náplň je tvorená jemnými frakciami komponentov (<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.

Hlavnou zložkou mastenca je kremičitan horečnatý (3MgO×4SiO 2 H 2 O). Prírodný mastenec má kryštalickú štruktúru a je svetlošedej farby a dá sa ľahko opracovať. Žiaruvzdorné výrobky sú rezané z mastenca a vypaľované pri teplote 1 000 - 1 300 ° C a pri zahriatí na 900 ° C sa mastenec rozkladá:

3MgO 4Si02 H20 \u003d 3MgSiO3 + Si02 + H2O.

Silica sa uvoľňuje hlavne vo forme cristobalitu. Tvorba cristobalitu, ktorý má nízku hustotu, zabraňuje zmršťovaniu pri výpale. Preto sa objem produktov mastenca pri zahrievaní takmer nemení. Výrobky z mastenca dobre odolávajú pôsobeniu železitých trosiek a oxidu železa, majú vysokú tepelnú odolnosť, nízku teplotu začiatku deformácie (1350-1400°C), nad touto teplotou dochádza k deformácii rýchlo a prudko.

V metalurgii neželezných kovov sa mastencové produkty používajú na obloženie meď taviacich dozvukových pecí až po troskový otvor.

Dolomitové žiaruvzdorné materiály

Dolomitové žiaruvzdorné materiály sa vyrábajú z minerálu dolomit, ktorý je vo svojej čistej forme podvojnou uhličitanovou soľou horčíka a vápnika (MgCO 3 CaCO 3). Prírodný dolomit obsahuje aj SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3 a niektoré ďalšie nečistoty. Dolomity obsahujúce menej ako 4 % nečistôt sa využívajú v hutníctve. Dolomitové žiaruvzdorné materiály sa používajú ako vo forme páleného hutníckeho prášku, tak aj vo forme kusových výrobkov. V dôsledku vypaľovania dolomitových surovín pri teplote 850 ° C sa získa žieravý dolomit.

Charakteristickým znakom dolomitových výrobkov je nemožnosť vypaľovania „na tesno“, keďže iba MgO, ktorý pri vypaľovaní tvorí periklas, prakticky stráca svoju schopnosť hydratácie. Voľný oxid vápenatý CaO po vypálení môže byť hydratovaný. Preto je možné spálený dolomit skladovať iba vo vnútri a nie dlhšie ako 2-2,5 mesiaca. Vypaľovanie dolomitu „natesno“ a jeho spekanie so stratou schopnosti hydratácie je dosiahnuteľné len vďaka taviacim nečistotám, ktoré viažu aktívny oxid vápenatý. Najlepšie výsledky sa dosiahnu zavedením oxidu kremičitého do zmesi, ktorá tvorí trikalciumsilikát 3CaO SiO 2 s CaO. Na stabilizáciu 3CaO Si02 sa k nemu pridávajú zlúčeniny P203 a B203. Zo zmesi sa lisujú brikety, ktoré sa vypaľujú až do spekania. Po vypálení sa získa slinok, ktorý pozostáva z periklasu, trikalciumsilikátu, kryštalického oxidu vápenatého, feritu vápenatého (2Fe 2 O 3 CaO) a skla. Z drveného slinku sa lisujú výrobky pod tlakom 50-60 MPa, ktoré sa po vysušení vypaľujú pri teplote cca 1550 °C. Vypálené výrobky sú vodeodolné a možno ich dlhodobo skladovať.

Známa je aj výroba produktov živicového dolomitu, ktoré je možné použiť ako pálené, tak aj nepálené. Na výrobu takýchto výrobkov sa používa pálený dolomit rozdrvený na zrnitosť menšiu ako 8 mm. Spojivom je dehydrovaná živica pozostávajúca zo 60-70% smoly a 40-30% antracénového oleja. Hmoty sa miešajú pri teplote 50-100°C Pripravená hmota sa lisuje a vypáli pri teplote 1000-1100°C v redukčnom prostredí. Keďže v týchto produktoch MgO a CaO zostávajú väčšinou vo voľnom stave a sú schopné hydratácie, produkty z dolomitovej živice sú vodeodolné a pri dlhodobom skladovaní sa môžu zničiť. To isté platí pre nehorľavé živicové dolomitové produkty.

Dolomitové vodotesné výrobky majú pomerne vysokú požiarnu odolnosť (1780-1800 ° C), ale nízku teplotu začiatku deformácie (1540-1550 ° C), sú odolné voči pôsobeniu základných trosiek a majú vysokú pevnosť pri vysokých teplotách. . Ich súčiniteľ tepelnej vodivosti je takmer trikrát menší ako súčiniteľ tepelnej vodivosti magnezitových výrobkov. Živicovo-dolomitové výrobky sa vyznačujú dobrou odolnosťou proti pôsobeniu zásaditých trosiek, vysokou teplotou nástupu deformácie a dostatočne vysokou tepelnou stabilitou.

Dolomitové žiaruvzdorné materiály sa podobne ako magnezitové žiaruvzdorné materiály používajú vo forme hutníckeho prášku na naváranie ohnísk a výrobkov pri stavbe pecí.

Magnezitové žiaruvzdorné materiály

Magnezitové žiaruvzdorné materiály sú žiaruvzdorné materiály, ktoré obsahujú 90 % alebo viac MgO. Surovinou na výrobu magnezitových žiaruvzdorných materiálov je minerálny magnezit MgCO 3 alebo hydrát oxidu horečnatého Mg(OH) 2 získavaný z morskej vody. Magnezit sa v prírode nachádza v amorfnej forme a ako kryštalický magnezitový meč. Amorfný magnezit je takmer čistý uhličitan horečnatý, kryštalický obsahuje nečistoty vo forme CaCO 3, FeCO 3, Al 2 O 3, SiO 2 a i.. Obsah FeCO 3 v magnezite dosahuje 8% a železo pri výpale pôsobí ako mineralizátor .

Ložiská kryštalického magnezitu sa nachádzajú v ZSSR na južnom Urale v blízkosti stanice Satka. V niektorých krajinách, ktoré nemajú ložiská magnezitu, sa získavanie horečnatých solí z morskej vody a výroba hydrátu oxidu horečnatého zrážaním organizuje podľa reakcií:

MgCl2 + Ca (OH)2 \u003d Mg (OH)2 + CaCl2;
MgS04 + Ca (OH)2 \u003d Mg (OH)2 + CaS04.

Magnezit sa po ťažbe vypáli pri teplote 800-900 °C pre úplné odstránenie CO 2 a prípadne úplnejšie spekanie:

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

Výsledný kalcinovaný MgO, tzv žieravý magnezit, schopný hydratovať a reabsorbovať CO 2 . Preto sa žieravý magnezit nepoužíva ako surovina na výrobu žiaruvzdorných materiálov, ale používa sa ako spojivo, pretože má dobré tmeliace vlastnosti.
Na získanie materiálu odolného voči vode a C 0 2 je potrebné vypáliť magnezit až do úplného spekania („tesne“) pri teplote nie nižšej ako 1600 °C. V tomto prípade MgO kryštalizuje vo forme periklasu – modifikácie magnezitu, ktorá je oveľa odolnejšia voči vode a CO2.

Spekaný magnezit slúži ako surovina na výrobu hutníckeho prášku a taveného magnezitu. V prvom prípade sa magnezitový koláč rozdrví na zrnitosť 5 mm na jemný prach a preoseje sa s oddelením na frakcie. V tejto forme sa nazýva metalurgický prášok.

Na získanie taveného magnezitu sa jeho aglomerát taví v elektrických oblúkových peciach. Z taveniny pri ochladzovaní vzniká hrubokryštalický magnezit bez nečistôt. Tavený magnezit obsahuje 95 % alebo viac MgO. Z tavenín sa vyrábajú liate trámy a tehly, ktoré majú vysokú hustotu a odolnosť voči troske. Na výrobu výrobkov lisovaním alebo vypchávaním sa tavený magnezit drví a preosieva s triedením na frakcie.

Pri výrobe magnezitových výrobkov z hutníckeho prášku alebo drveného taveného magnezitu sa vyrába vsádzka určitého granulometrického zloženia. Pretože pálený magnezit nemá plasticitu, do vsádzky sa pridáva spojivo, ktoré sa používa ako síranovo-alkoholové výpalky, jemne mletá hlina (nie viac ako 2%) alebo žieravý magnezit. Hmota sa navlhčí na obsah vlhkosti 3-5%, dôkladne sa premieša a umiestni sa do špeciálneho skladu na 4-5 dní na starnutie. V tomto prípade dochádza k určitej hydratácii prachových častíc, čo dáva hmote väčšiu plasticitu.

Magnezitové výrobky sa lisujú na hydraulických lisoch pod tlakom minimálne 90 MPa a čím vyšší je lisovací tlak, tým sú výrobky hutnejšie a odolnejšie voči teplu. Po vysušení, pri ktorom dochádza k zvýšeniu mechanickej pevnosti v dôsledku prechodu koloidného hydroxidu horečnatého na kryštalický, sa výrobky vypaľujú pri teplote 1600 °C počas 6-7 dní.

Spolu s pálenými magnezitovými výrobkami sa používajú aj nepálené výrobky. Pri ich výrobe sa do hutníckeho prášku so zrnitosťou do 2-3 mm pridáva chrómová železná ruda a spojivo - sulfát-alkoholová tyčinka, melasa atď. Nevypálené výrobky sa lisujú pod tlakom do 100 MPa. Po vysušení pri teplote 200-300°C získajú výrobky dostatočnú mechanickú pevnosť bez následného vypaľovania.

Magnezitové výrobky majú veľmi vysokú žiaruvzdornosť (nad 2000°C), sú odolné voči pôsobeniu zásaditých trosiek, ale pri vysokých teplotách ich ničia oxidy železa, uhlík a karbidy ťažkých kovov a nie sú veľmi odolné voči vodnej pare. Magnezitové výrobky majú vysokú tepelnú vodivosť, ale s nárastom
teplota sa znižuje. Teplota začiatku deformácie je relatívne nízka (1500-1600 ° C), avšak so zvýšením teploty výpalu a znížením množstva nečistôt sa môže zvýšiť.

Veľkou nevýhodou magnezitových výrobkov je ich nízka tepelná stabilita - výrobky znesú iba 4-9 vzduchových tepelných cyklov, preto by sa pece s magnezitovou výstelkou mali ohrievať a chladiť veľmi pomaly. Nízka tepelná odolnosť magnezitových výrobkov je spôsobená rozdielom v koeficientoch lineárnej rozťažnosti periklasu a monticelitového spojiva. Nahradením monticelitového spojiva hlinitým je možné získať tepelne odolné magnezitové produkty, pretože koeficienty lineárnej rozťažnosti periklasu a hlinitého spinelu (MgO Al 2 O 3) sú blízke. Tieto produkty majú nižší linkový faktor
rozťažnosť a tepelná odolnosť, 20-krát vyššia ako tepelná odolnosť bežných produktov. Na získanie hustých a vysokohustotných magnezitových produktov sa do vsádzky dodatočne pridávajú 3 % Ti02, čo zvyšuje hustotu naberačky. Zdanlivá pórovitosť týchto produktov je 10-15%.

Výrobky s vysokou teplotou začiatku deformácie je možné získať nahradením monticelitového spojiva forsteritom (2MgO SiO 2). Vo výrobkoch zo vsádzky, v ktorej sa 10-15% kremenného piesku alebo iných kremičitých materiálov a 5% kaustického magnezitu zavedie do 80-85% hutníckeho prášku, po vypálení obsahuje 8-10% oxidu kremičitého, ktorý zvyšuje počiatočnú teplotu mäknutia na 1600-1630 °C, ale ich tepelná odolnosť je nízka.

Výrobky z taveného magnezitu sa vyznačujú vysokou teplotou začiatku deformácie (1660°C), nízkou pórovitosťou a výraznou tepelnou odolnosťou, avšak ich cena je vysoká a preto je ich použitie obmedzené.

Hlavnou aplikáciou magnezitových žiaruvzdorných materiálov v metalurgii neželezných kovov je kladenie stien a nísteje miešacích taviacich pecí. Na zváranie v nísteji sa používa hutnícky prášok.

Žiaruvzdorné materiály s vysokým obsahom oxidu hlinitého

Žiaruvzdorné materiály obsahujúce viac ako 45 % Al 2 O 3 sa nazývajú vysoký oxid hlinitý. Na ich výrobu sa používajú minerály skupiny sillimanitov (kyanit, andaluzit, silimanit s obsahom hlinitokremičitanov typu Al 2 O 3 SiO 2), hydráty oxidu hlinitého (hydrargilit Al 2 O 3 3H 2 O, bauxit Al 2 O 3 nH 2 O, diaspóra Al 2 O 3 H 2 O) a umelé suroviny - technický oxid hlinitý a elektrokorund. Technický oxid hlinitý, ktorý je produktom chemického spracovania bauxitov s následnou kalcináciou pri teplote 1000-1200 °C, obsahuje viac ako 90 % Al 2 O 3 . Elektrokorund sa získava tavením materiálov obsahujúcich Al 2 O 3 v elektrických peciach s následným čistením z
nečistoty.

Hlavnými kryštalickými fázami žiaruvzdorných materiálov s vysokým obsahom oxidu hlinitého sú mullit a korund. Keď je obsah v surovine nižší ako 72 % Al 2 O 3, jedinou stabilnou pevnou fázou je mullit (3 Al 2 O 3 × 2SiO 2). Všetok nadbytočný oxid kremičitý a nečistoty tvoria sklovitú látku, ktorá sa pri vysokých teplotách mení na kvapalinu. S nárastom obsahu Al 2 O 3 sa objavuje ďalšia stabilná tuhá fáza - korund. Súčasne dochádza k zvýšeniu obsahu tuhej fázy (pozri obr. 88) a zníženiu obsahu kvapaliny, čo vedie k zvýšeniu žiaruvzdornosti výrobkov.

Existujú dva spôsoby výroby produktov s vysokým obsahom oxidu hlinitého: lisovanie s následným vypaľovaním (spekané produkty) a odlievanie taveniny (liate produkty).

Pri formovaní spekaných produktov sa používa vysokohlinitý grog vypálený pri 1500-1600 ° C. Ako spojivo sa používajú najčistejšie žiaruvzdorné íly a kaolíny alebo dočasne viažuce organické látky (napr. parafín), ktoré sa vypália pri výpale. Výrobky na báze organického spojiva majú vyšší bod mäknutia. Po vyformovaní a vysušení sa výrobky vypaľujú pri teplote 1600-1650 °C

Hustota spekaných produktov sa výrazne zvýši a teplota spekania sa zníži na 1500 °C, keď sa do formovacej hmoty zavedie 2 až 3 % Ti02.

Liate výrobky sa vyrábajú z tavenín získaných tavením surovín v oblúkových peciach. Vsádzka na výrobu odlievaných mullitových výrobkov je tvorená minerálom skupiny sillimanit, koksom a oceľovým šrotom. Pri roztavení vsádzky vzniká mullit podľa reakcie 3(Al 2 O 3 SiO 2) + Fe + 2C = FeSi + 3Al 2 O 3 × 2SiO 2 + 2CO.

Roztavený mullit naliaty do špeciálnych foriem sa veľmi pomaly (v priebehu 4-10 dní) ochladzuje, čím sa uvoľní vnútorné pnutie vo výrobkoch, následne sa melie na požadovanú veľkosť.

Výrobky s vysokým obsahom oxidu hlinitého majú vysokú žiaruvzdornosť (1770-1920 °C), dobrú odolnosť voči troske, vysokú mechanickú pevnosť, vysokú hustotu, vysokú tepelnú vodivosť a tepelnú odolnosť. Výrobky z korundu majú vysokú teplotu začiatku deformácie.

Výrobky s vysokým obsahom oxidu hlinitého majú veľmi vysokú mechanickú pevnosť a odolnosť voči troske pri akomkoľvek zložení trosky, ale sú náchylné na praskanie pri vysokých teplotách.

Šamot a výrobky zo šamotu

Šamot - hlinitokremičitanový žiaruvzdorný materiál - je hmota žiaruvzdornej hliny alebo kaolínu vypálená na konštantný objem, ktorá stratila plasticitu. Hlina je produktom deštrukcie určitých hornín, najmä žuly, ruly, porfýru. Výsledný vodný hlinitokremičitan Al 2 O 3 · 2SiO 2 · 2H 2 O, nazývaný kaolinit, je hlavnou zložkou žiaruvzdorných ílov a kaolínov. Kaolíny obsahujú menej nečistôt ako žiaruvzdorné íly, preto sa z nich vyrábajú lepšie produkty.

Najdôležitejšími vlastnosťami ílov sú plasticita, väzbovosť a spekacia schopnosť.

plasticita nazýva sa schopnosť navlhčenej hliny v pastovitom stave zaujať daný tvar, ktorý sa po zastavení tlaku a odstránení vody nemení. V závislosti od plasticity sa rozlišujú plastické (mastné) a chudé íly.

Schopnosť viazania- schopnosť hliny s pridaním určitého množstva neplastického materiálu v sušenom stave poskytnúť odolný materiál. Plastové hliny majú väčšiu väzbovú schopnosť ako chudé.

Voda v íloch je obsiahnutá vo forme hygroskopickej, miešacej a chemicky viazanej vody. Hygroskopický nazývaná voda, ktorú hlina absorbuje z prostredia. Na vzduchu suchá hlina vždy obsahuje hygroskopickú vodu. Miešanie vody- to je množstvo pridanej vody, ktoré zodpovedá optimálnej plasticite hliny. Chemicky viazaná voda sa nachádza najmä v kaolinitoch.

Počas sušenia v dôsledku čiastočnej straty vody sa objem miešania žiaruvzdorných ílových produktov zníži o 12-15% pre chudé íly a o 25-30% pre mastné hliny. Pri zahriatí hliny na 150 °C sa odstránia zvyšky zámesovej vody a hygroskopickej vody. Pri ďalšom zahrievaní v rozmedzí teplôt 450-650 °C sa uvoľňuje chemicky viazaná voda, plasticita sa úplne stráca. Zahriatie nad 930 °C je sprevádzané tvorbou mullitu, pričom dochádza k zmršťovaniu ohňom, ktoré je nevratné.

Pečenie- schopnosť ílov pri určitých teplotách výpalu vytvárať hustý, odolný črep, nazývaný šamot. Šamot sa nezráža a má vysokú mechanickú pevnosť, odolnosť voči troske, chemickú odolnosť.

Žiaruvzdornosť ílov závisí hlavne od ich zloženia a leží v rozmedzí 1580-1770 °C. Na obr. 88 je stavový diagram systému Si02-Al203, ktorý ukazuje, že zvýšenie obsahu oxidu hlinitého nad eutektické zloženie zvyšuje žiaruvzdornosť. Všetky nečistoty znižujú požiarnu odolnosť hliny. Alkálie K 2 O a Na 2 O spôsobujú obzvlášť silný pokles žiaruvzdornosti, preto je ich obsah v íloch nad 1 % nežiaduci.

V závislosti od pomeru Al 2 O 3 a SiO 2 v zložení ílov sa získavajú polokyselé, šamotové alebo vysokohlinité žiaruvzdorné materiály.

Šamotové výrobky, najpoužívanejšie pri konštrukcii metalurgických pecí, sú vyrobené zo zmesi nepáleného plastového žiaruvzdorného ílového prášku a mletého šamotu ako chudej zložky. Prítomnosť šamotu v náplni znižuje zmršťovanie a praskanie výrobku pri zahrievaní. Výroba šamotových výrobkov zahŕňa výrobu šamotu, prípravu plastickej hliny a výrobu výrobkov z ich zmesi.

Proces získavania šamotu pozostáva z vypaľovania hliny na šamot pri teplote 1300-1400 °C. Po vypálení sa šamot najskôr podrobí hrubému drveniu, potom jemnému mletiu. Mletý šamot sa preosieva s oddelením na frakcie podľa veľkosti zŕn.

Príprava žiaruvzdornej hliny spočíva v jej očistení od mechanických nečistôt a sušení v sušiacich bubnoch. Vysušená hlina sa melie v guľových mlynoch.

Existujú dva spôsoby výroby výrobkov - lisovanie plastov a polosuché lisovanie. o plastové výliskyšamotové výrobky určitého granulometrického zloženia sa miešajú s hlinou v suchej miešačke a pri bežných šamotových výrobkoch je zmes tvorená 50-60% šamotom a 50-40% žiaruvzdornou hlinkou. Po suchom zmiešaní sa hmota odošle do mokrého mixéra, navlhčí sa na 16-24% (suchá hmota) a s mastnými ílmi a ďalšími. Výrobky sú lisované na lisoch pod tlakom 1500-2000 kPa.

o polosuché lisovanie obsah vlhkosti lisovanej hmoty je oveľa nižší ako 6-9%. Pomer šamotu a ílu je rovnaký ako pri lisovaní plastov, ale časť plastovej hliny sa vopred zmieša s vodou, aby sa vytvorila kaša, ktorou sa zvlhčia zrnká šamotu. Šamot navlhčený šmýkačkou a zvyšná hlina sa privádzajú na miešanie (keď sa k šamotu pridá šmýkačka, získa sa dobré obalenie šamotových zŕn ílom). Pomocou sklzu sa do hmoty zavedie všetka potrebná zámesová voda. Polosuchá hmota sa lisuje na mechanických lisoch pod tlakom 10-60 MPa. Metóda polosuchého lisovania sa rozšírila, pretože výrobky sa počas sušenia a vypaľovania menej zmršťujú (asi 2-3%) a sú hustejšie, mechanicky pevné a tepelne odolné. Je však ťažké vyrábať výrobky zložitého tvaru a masívne metódou polosuchého lisovania. Výhodou lisovania plastov je jeho relatívne nízka cena, najmä pri výrobe výrobkov zložitého tvaru.

Tvarované alebo lisované výrobky sa sušia. Počas procesu sušenia sa odstráni väčšina zámesovej vody a súčasne sa zníži objem produktu (dochádza k zmršťovaniu). Aby sa zabránilo deformácii a praskaniu produktu, sušenie sa vykonáva postupným a rovnomerným ohrevom. Sušenie sa zvyčajne vykonáva v špeciálnych zariadeniach pri teplote 110 - 120 ° C.

Po vysušení ide surový šamot s vlhkosťou 3-5% do výpalu, ktorý je potrebný na premenu všetkej hliny, ktorá je súčasťou surového šamotu na šamot. Počas prvého vypaľovania sa pomalým zvyšovaním teploty na 200 °C (rýchlosťou 5 °C/min) odstráni zvyšok zámesovej vody a hygroskopická vlhkosť. V druhom období, kedy teplota stúpne z 200 na 900°C, sa uvoľňuje chemicky viazaná voda. Potom sa teplota zvýši na 1350 °C rýchlosťou 10-12 °C za minútu. V tomto období prebieha tvorba mullitu a zložité procesy tvorby kremičitanov železa, alkalických kovov a iných zlúčenín. Po vypálení sa teplota pomaly znižuje na 40-50°C.

Spoločnými vlastnosťami šamotových výrobkov je nízka žiaruvzdornosť (1610-1730°C v závislosti od triedy), relatívne nízka teplota začiatku deformácie pri zaťažení (1200-1400°C), zvýšená zdanlivá pórovitosť (13-28%), relatívne vysoká tepelná stabilita, nízka tepelná vodivosť, dobrá odolnosť voči kyslým (s vysokým obsahom SiO 2) a zásaditým (s vysokým obsahom Al 2 O 3) troskám, vysoká odolnosť proti opotrebovaniu a nízka cena. Hlavné charakteristiky šamotových výrobkov sú uvedené v prílohe IV.

Odrody šamotových produktov zahŕňajú multišamotové, nešamotové, kaolínové a polokyslé produkty. Multišamotové výrobky sú vyrábané zo vsádzky s vysokým obsahom šamotu 80-95% a 20-5% spojivového žiaruvzdorného ílu. Granulometrické zloženie šamotu sa volí tak, aby sa dosiahlo čo najhustejšie balenie zŕn. Hlina sa pridáva vo forme sklzu. Na zvýšenie väzbovej schopnosti ílu sa do zmesi pridávajú adhezívne prísady (sulfitovo-alkoholové výpalky asi 0,4 %). Tlak pri lisovaní je 40-50 MPa. Sušenie sa takmer nevyžaduje. Vypaľovanie prebieha podľa bežného programu pre šamot. Teplota výpalu je 1400 °C. Výrobky z multišamotových žiaruvzdorných materiálov sa vyznačujú vysokou mechanickou pevnosťou v tlaku, nízkou pórovitosťou, vysokou tepelnou odolnosťou (až 100 a viac tepelných cyklov), nízkym zmršťovaním a tým aj vysokou rozmerovou a tvarovou presnosťou.

Produkty bez šamotu, v ktorých je šamot nahradený suchými síranovými hlinami, majú nízku pórovitosť, vysokú mechanickú pevnosť a tepelnú stabilitu. Produkty bez šamotu sa získavajú polosuchým lisovaním.

Kaolínové produkty sú vyrobené zo zmesi pozostávajúcej zo 70% kaolínu predkalcinovaného pri teplote 1400°C, 15% surového kaolínu a 15% plastickej žiaruvzdornej hliny. Vyrábajú sa polosuchým lisovaním pri tlaku 40-60 MPa. Teplota výpalu je 1450-1500 ° C. Oproti šamotovým kaolínovým výrobkom majú vyššiu žiaruvzdornosť, vyššiu deformačnú teplotu pri zaťažení, ako aj väčšiu tepelnú stabilitu a odolnosť voči troske.

Polokyslé produkty svojim zložením sú medzistupňom medzi dinasom a šamotom. Vyrábajú sa z chudých alebo umelo chudých ílov alebo kaolínov a obsahujú 15-30 % Al 2 O 3 a najmenej 65 % SiO 2 . Pretože sa hlina počas vypaľovania zmršťuje a oxid kremičitý zväčšuje svoj objem, pri určitom kvantitatívnom pomere ílu a oxidu kremičitého je možné získať produkty, ktoré pri dlhšom zahrievaní prakticky nemenia rozmery. Polokyslé výrobky majú požiarnu odolnosť blízku šamotovej hline, zníženú tepelnú odolnosť, ale zvýšenú teplotu nástupu mäknutia pri zaťažení a nízke zmrštenie. Kaolín zvyšuje tepelnú stabilitu polokyselých žiaruvzdorných materiálov. Polokyslé produkty majú relatívne nízku pórovitosť.

Žiaruvzdorné materiály Dinas

Dinas je žiaruvzdorný materiál vyrobený z kremenca alebo kremenných hornín a obsahujúci najmenej 93 % SiO 2 .

Oxid kremičitý môže existovať v jednej amorfnej a siedmich kryštalických modifikáciách, ktoré sa pri rovnakom chemickom zložení líšia niektorými vlastnosťami (tvar kryštálu, hustota, index lomu atď.). Kryštalické modifikácie oxidu kremičitého sa označujú ako prirodzene sa vyskytujúce kryštály: kremeň, tridymit a cristobalit, pričom každá z hlavných foriem je rozdelená na α-, β- a γ-fázy.

V prírode je najbežnejší β-kremeň. Vyskytuje sa samostatne pod názvom "kremeň" a ako integrálna súčasť mnohých hornín: žuly, ruly, pieskovce atď. Pri zahrievaní oxid kremičitý prechádza z jednej modifikácie do druhej. Premeny Si02 môžu prebiehať dvoma spôsobmi, ktoré sa od seba podstatne líšia. Prvá zahŕňa premeny medzi rôznymi modifikáciami v rámci hlavných foriem oxidu kremičitého: kremeň, tridymit a cristobalit (obr. 87). Tieto transformácie sú reverzibilné a prebiehajú rýchlo.

Do druhej skupiny patria premeny medzi hlavnými formami oxidu kremičitého - takéto premeny prebiehajú veľmi pomaly a premeny kremeňa na tridymit alebo cristobalit sú prakticky nevratné.

Rýchlosť pomaly sa pohybujúcich premien sa zvyšuje so zvýšením teploty, zvýšením jemnosti a tiež v prítomnosti mineralizátorov (taviv). Pri výrobe dinasu sú to vápno a látky obsahujúce oxid železitý. V procese praženia dinasu CaO a FeO tvoria s oxidom kremičitým taviteľné kremičitany, ktoré rozpúšťajú oxid kremičitý pri vysokých teplotách. Oxid kremičitý kryštalizuje z presýteného roztoku vo forme modifikácie, ktorá je menej rozpustná pri teplote kryštalizácie.

Keďže modifikácie kermnezem majú rôznu hustotu, objemy sa pri premenách menia (pozri obr. 87).

Stupeň prechodu kremeňa na tridymit a cristobalit možno posúdiť podľa hustoty vypálených predmetov. Čím je hustota nižšia, tým je prechod úplnejší. Pri výpale je žiaduce premeniť kremeň čo najviac na tridymit, ktorý má pri ochladzovaní menšiu zmenu objemu. Ak postavíte kachle z ľahko pálenej tehly, v ktorej sa kremeň nepremenil na cristobalit alebo tridymit, potom pri zahriatí kachlí dôjde k týmto premenám v murive. V tomto prípade sa objem tehál výrazne zvýši a murivo sa môže zrútiť. Výrobky Dinas, v ktorých sa pri výpale väčšina kremeňa zmenila na tridymit alebo cristobalit, sa nazývajú tridymitizovaný alebo tridymit-cristobalit.

Surovinou na výrobu dinasu sú kremence obsahujúce minimálne 95 % SiO 2 . Kremence pozostávajú z malých a mikroskopických zŕn kremeňa stmeleného oxidom kremičitým s malým množstvom nečistôt iných zlúčenín. Požiarna odolnosť kremencov závisí od ich chemického a mineralogického zloženia, nemala by však byť nižšia ako 1750 °C.

Po drvení a mletí na bežcoch sa kremence preosievajú na niekoľko frakcií. Granulometrické zloženie vsádzky závisí od charakteru suroviny, spôsobov jej spracovania a účelu výrobkov. Násada Dinas sa skladá z kremenných zŕn s veľkosťou od najjemnejšej múky po 5-6 mm. Na viazanie kremenných zŕn v surovine, ako aj na urýchlenie premeny kremeňa sa zvyčajne pridáva 1,5-3% vápna vo forme vápenného mlieka. Zmes kremencov s vápenným mliekom drvia bežce s valcami. Po vylisovaní na lisoch a vysušení sa surovina vypáli v tunelových peciach.

Výpal Dinas je najzodpovednejšia operácia. Nárast teploty by mal byť rovnomerný a pomalý, najmä v miestach prechodu kremeňa z jednej modifikácie na druhú. Pri rýchlom náraste teploty kremenné zrná praskajú, tehla výrazne zväčšuje objem a uvoľňuje sa. Navyše, čím rýchlejšie teplota stúpa, tým menej tekutej fázy sa tvorí. Pri dostatočnom množstve kvapalnej fázy vyplní priestor medzi rekryštalizujúcimi zrnami kremeňa a vníma vzniknuté napätia. Pri nedostatočnom množstve kvapalnej fázy dochádza k takzvanej suchej premene α-kremeňa na α-cristobalit, pričom surovina vplyvom silného zväčšenia objemu napučí a praská.

Maximálna teplota výpalu by nemala presiahnuť 1460 ° C, pretože pri vyššej teplote sa nielen α-kremeň, ale aj α-tridymit premieňa na α-cristobalit. Veľké množstvo cristobalitu v Dinase je nežiaduce, pretože to výrazne zmení objem počas zahrievania a chladenia. Pri chladení vypáleného dinasu treba byť tiež opatrný, najmä keď oxid kremičitý prechádza z jednej modifikácie na druhú. Podmienky na vypaľovanie dinasu treba dodržať aj pri vykurovaní pecí.

Výrobky Dinas sa vyznačujú relatívne nízkou žiaruvzdornosťou (1710-1720°C), ale vysokou teplotou začiatku deformácie pri zaťažení (1620-1660°C). Hlavné charakteristiky dinasu sú uvedené v prílohe IV.

Tridymit-cristobalit dinas si zachováva mechanickú pevnosť a nemení tvar takmer do bodu topenia. Preto sa kremičitá tehla široko používa v metalurgii, najmä tam, kde sa vyžaduje vysoká mechanická pevnosť pri vysokých teplotách. Tepelná odolnosť dinasu je veľmi nízka, nie viac ako dva tepelné cykly, avšak pri pomalom ohreve a ochladzovaní je dinas schopný dobre znášať viaceré tepelné cykly a zároveň nestráca mechanickú pevnosť.

Z hľadiska chemickej odolnosti je dinas typický kyslý žiaruvzdorný materiál. Zmena veľkosti po zahriatí dobre vypáleného, ​​úplne rekryštalizovaného dinasu je nevýznamná. Ale keďže sa pri výrobe tehál nedosiahne úplná premena kremeňa, dochádza pri opakovanom ohreve k miernemu zväčšeniu objemu. Takže pri zahriatí na 1450 ° C dosiahne zmena lineárnych rozmerov 1,6 - 2,1% a následná expanzia môže dosiahnuť 0,7%. Toto by sa malo vziať do úvahy pri pokladaní pece, pri zabezpečení dilatačných škár.

Žiaruvzdorné materiály Dinas sú široko používané na kladenie striech taviacich pecí kvôli nedostatku dodatočného zmršťovania počas dlhej životnosti pri vysokých teplotách.

Dinas s vysokou hustotou s obsahom aspoň 98 % SiO 2 a zdanlivou pórovitosťou okolo 10 % sa vyrába z čistých kremencov s vysokým obsahom kremíka a surovina je pred vypaľovaním podrobená silnému lisovaniu. Dinas s vysokou hustotou má zvýšenú požiarnu odolnosť (až 1740 ° C) a tepelnú odolnosť. S menšou pórovitosťou je odolnejší voči troske. Používa sa na vymurovanie vysokoteplotných taviacich pecí. Electrodynas sa svojimi vlastnosťami približuje dinasu s vysokou hustotou. Používa sa na obloženie klenieb elektrických pecí.

Riešenie pre žiaruvzdorné tehly sa musí miesiť podľa určitých pravidiel, od toho závisí kvalita muriva. Stavba ruských kachlí, krbov, grilov a iných zostáva jedným z najpopulárnejších typov stavieb. Nie je možné si to predstaviť bez použitia žiaruvzdorných (šamotových) tehál.

Pri takom množstve predmetov stále neexistuje alternatíva k použitiu šamotových tehál. Tento úžasný materiál je vyrobený z takzvaného mletého prášku žiaruvzdornej hliny, kaolínu a šamotového prášku. Výsledkom je materiál s veľmi zaujímavými vlastnosťami:

1. Zvýšená odolnosť voči nízkym teplotám;
2. Imunita voči pôsobeniu agresívnych zásad a kyselín;
3. Odoláva ohrevu až do 1500 stupňov bez sebazničenia.

Takýto vynikajúci výkon vyžaduje použitie vhodného roztoku lepidla s podobnými vlastnosťami.
Nie je prekvapujúce, že na prípravu takéhoto riešenia sa používa aj šamot.

Látka sa získava z bieleho kaolínového ílu, ktorý je predtým podrobený vysokej teplote. Potom materiál získa vlastnosti kameňa, rozdrví sa, čím sa získa šamotová hlina. Popis šamotovej hliny. V predajniach sa šamotová hlina nachádza vo forme suchej stavebnej hmoty, ktorá sa pridáva do rôznych stavebných murovacích a omietkových mált.

Špecifikácie a vlastnosti. Pri nákupe tohto materiálu by ste si mali veľmi pozorne pozrieť dátum spotreby. To je dôležité, pretože šamotová hlina pri dlhodobom skladovaní stráca svoje vlastnosti. Suché zmesi sa vyrábajú zo šamotovej hliny na prípravu omietkových a murovacích mált a na výrobu žiaruvzdorných tehál. Šamotová hlina robí riešenie veľmi rozmarným. Neskúsení stavitelia sa pri zhotovovaní žiaruvzdorného muriva často stretávajú s veľkými problémami: je dosť krehké, omietka zle praská a opadáva.

Aby sa predišlo takýmto problémom, kaolínový íl potrebuje znovu získať plasticitu stratenú pri vypaľovaní. Dá sa to urobiť dvoma spôsobmi: pridaním špeciálneho lepidla alebo obyčajného piesku.

Príprava malty na kladenie šamotových tehál

Kladenie žiaruvzdorných tehál sa vykonáva výlučne s použitím pieskovo-ílovej malty a v niektorých prípadoch aj bez nej.
Na prípravu roztoku môžete použiť hotovú zmes zakúpenú v obchode a pripraviť si ju sami. Takzvaná šamotová malta sa vyrába vo forme suchého, jemne mletého žiaruvzdorného prášku. Ide o hotový polotovar, ktorý sa pridaním vody po dôkladnom premiešaní zmení na hotovú zmes na kladenie šamotových tehál.

Pre riešenie je vhodný piesok so zrnitosťou nie väčšou ako 2,5 mm.

Priemyselným mixérom alebo niečím podobným sa zmes privedie do konzistencie domácej kyslej smotany. Keď je roztok pripravený, nechá sa hodinu variť, potom sa znova dôkladne premieša. Ak chcete dať zmesi pevnosť, môžete do nej pridať trochu portlandského cementu. Hlavným kritériom kvality zmesi je blízkosť jej žiaruvzdorných vlastností k identickým vlastnostiam žiaruvzdorných tehál, ktoré sa na ňu budú klásť.

Postup sa v zásade nelíši od tradičnej prípravy roztoku. Potrebných krokov je len niekoľko. Mletá hlina by mala byť namočená vo vode na 3 dni, pravidelne sa musí miešať. Potom by sa mala hlina pretrieť cez sito a potom by sa mal pridať preosiaty piesok. Ideálny pomer je 1 diel hliny na 6 dielov piesku. Komponenty premiešajte v suchom stave a potom pridajte vodu.

Napriek zjavnej jednoduchosti použitia šamotovej malty môže byť kvalita murovania s použitím takejto malty neprijateľná z hľadiska zmršťovania.

Alternatívou k malte môže byť vlastnoručne pripravená murovacia zmes.

Späť na index

Urob si svojpomocne žiaruvzdorná malta

Pri príprave roztoku je potrebné prísne brať do úvahy proporcie.

Na prípravu a pokládku žiaruvzdornej malty bude potrebná nasledujúca sada materiálov a nástrojov:

• mletá žiaruvzdorná hlina;
• šamotový piesok;
• voda;
• cement;
• soľ;
• lepidlo;
• vedierko;
• sito;
• tmel;
• Master OK;
• úroveň budovy;
• lamely;
• nechty;
• šnúra.

Voda by sa mala pridávať postupne, aby sa nepreskočila fáza, keď roztok dosiahne konzistenciu kyslej smotany. Aby malta na kladenie šamotových tehál bola odolnejšia, je potrebné pridať 100-150 gramov soli do vedra hotovej malty, hrsť cementu alebo tekutého lepidla.

Späť na index

Postup pri kladení šamotových tehál

Začiatkom procesu murovania by malo byť dôkladné označenie. Výborným pomocníkom bude takzvaná suchá pokládka, kedy sa tehly naberú, navzájom upravia a nastaví veľkosť medzery medzi tehlami. Na konci suchého kladenia sa tehly vyberú v poradí, v akom sa objavia pri skúšobnom ukladaní. Nezabudnite, že šev musí byť uzavretý hornou tehlou, čo poskytne murivu väčšiu spoľahlivosť. Osobitná pozornosť by sa mala venovať kvalite spojov, aby sa predišlo problémom po dokončení práce.

Kvalita prípravy roztoku priamo ovplyvňuje hrúbku švu žiaruvzdorného muriva. V súlade s tým sú švy podľa tohto ukazovateľa rozdelené do štyroch skupín:

• Kategória 1 - hrúbka spoja menšia ako 1 mm;
• Kategória 2 - šev je 2 mm;
• Kategória 3 - šev je 3 mm;
• Kategória 4 - šev je hrubší ako 3 mm.

Kategória muriva je určená teplotnými podmienkami pre použitie muriva. Čím vyššia je plánovaná teplota, tým tenší by mal byť šev a tým dôkladnejšie sa roztok premieša. Prostriedky na kontrolu kvality žiaruvzdorného muriva. Prvým krokom je kontrola kategórie švu. Na tento účel použite špeciálnu sondu so šírkou 15 mm a hrúbkou rovnajúcou sa hrúbke švu. Takáto sonda by nemala preniknúť do švu do hĺbky viac ako 20 mm.

Ani jedno murivo sa nezaobíde bez poklepania každej tehly rúčkou hladidla. To v konečnom dôsledku vedie k nerovnomernému murovaniu. Porucha sa musí opraviť, kým je roztok dostatočne čerstvý. Na zabezpečenie rovnomerného horizontálneho kladenia a rovnakej šírky švíkov sa používajú objednávacie koľajnice. Je k nim pripevnená tenká odolná šnúrka, ktorá nastavuje správne parametre stylingu.

Každá ďalšia vrstva je odkrytá pozdĺž šnúry natiahnutej na klincoch vložených do čerstvého švu. V každej fáze procesu by ste mali starostlivo sledovať rovnomernosť rozloženia malty medzi tehly. Nerovnomerné rozloženie výrazne zhoršuje úžitkové vlastnosti žiaruvzdorného muriva. Rovnako ako v prípade bežného muriva, tehla by mala byť hojne navlhčená. V opačnom prípade bude tehla aktívne vysávať vodu z roztoku, čím sa výrazne zníži jej výkon.

Najlepším výsledkom bude, ak sa tehly pred pokladaním nejaký čas udržia v nádobe s vodou. Tento postup vyčistí materiál od prachu a nasýti ho vodou. Pokladanie žiaruvzdorných tehál pomocou správne pripravenej malty nie je jednoduchý proces, ale ak sa všetko robí podľa pravidiel, vaša pec alebo krb poteší oko krásou a telo požehnaným teplom po mnoho rokov.

Malta - drvená zmes žiaruvzdorných riedidiel a spojív, ktoré po ich zmiešaní s vodou slúžia ako žiaruvzdorné malty.

Malty, malty a ochranné nátery slúžia ako pomocné materiály, ale sú dôležité a niekedy aj rozhodujúce pre zlepšenie odolnosti žiaruvzdornej výmurovky ako celku proti opotrebeniu.

Žiaruvzdorné malty sa používajú pri ukladaní žiaruvzdorných konštrukcií tepelných zariadení na spojenie jej jednotlivých prvkov (napríklad tehál alebo blokov). Malty musia svojim chemickým a mineralogickým zložením zodpovedať lepeným žiaruvzdorným materiálom.

Malty musia byť dostatočne žiaruvzdorné, dobre vypĺňať vybrania, vyhladzovať nerovnosti na tehlách, pomaly do nich uvoľňovať vlhkosť, vytvárať tenké švy, po vypálení mať malú pórovitosť, priepustnosť pre plyny, byť pevné, dobre sa spekajú s tehlami počas prevádzky. Na zabezpečenie trvanlivosti žiaruvzdorného muriva ako celku by objemové zmeny malty a tehly v prevádzke mali byť rovnaké. Kvalitná malta by mala tvoriť šev, ktorý sa v pevnosti mierne líši od samotného muriva. Pri sušení muriva sa v procese odparovania vody z roztoku materiál švu zmršťuje. Pri nadmernom zmrašťovaní vzduchu vznikajú v schnúcej malte trhliny, a preto sa znižuje jej spojenie s murovacími prvkami. Túto okolnosť treba brať do úvahy pri navrhovaní zloženia mált a mált. Zmršťovacie zložky (íly) sa do nich zavádzajú v možno menšom množstve, ale postačujúcom na zabezpečenie plasticity a dobrého spekania roztokov.

V procese murovania pri vysokých teplotách sa v ňom objavuje dodatočné zmršťovanie (alebo rast). Zmrštenie roztokov je o niečo vyššie ako dodatočné zmrštenie produktov. Výsledné napätia na rozhraní produktu a roztoku možno kompenzovať plastickou deformáciou v roztoku v dôsledku tvorby kvapalnej fázy v ňom. V tomto prípade by zmrštenie roztoku nemalo prekročiť určité limity stanovené praxou.

Roztoky sa zvyčajne skladajú zo štyroch zložiek: hlavná inertná hmota (kypriaci prostriedok) vo forme jemnozrnného prášku, plastová zložka (spojivo), rôzne prísady regulujúce vlastnosti roztoku a voda.

Niekedy sa pokladanie vykonáva za sucha, to znamená, že tenké švy, ktoré zostali po brúsení výrobkov, sú pokryté maltou - práškom rovnakého zloženia ako výrobky (obr. 22). Prášky sa vyrábajú na báze žiaruvzdorných výrobkov.

Druh malty je určený typom výrobkov, na ktoré sa používa. Na tomto základe sa riešenia zvyčajne klasifikujú: šamot, dinas, pre uhlíkové bloky atď.

Každá z týchto skupín obsahuje svoje špeciálne klasifikačné znaky. Zvyčajne charakterizujú nie roztok, ale jeho pevnú látku - prášok pozostávajúci z inertných a adstringentných látok - maltu.

Aluminosilikátové a dinasové malty zvyčajne obsahujú 15-20 a 5-11% spojivového ílu. Na zvýšenie plasticity sa pridávajú od 0,08 do 0,18 % sódy a na zníženie množstva vody potrebnej na miešanie od 0,07 do 0,15 % sulfitovo-alkoholových výpalkov.

V závislosti od suroviny a chemické zloženie di - čerpacia malta, sú nainštalované nasledujúce značky (GOST 5338-60):

MD1 - pre pece s prevádzkovými teplotami nad 1500°C;

MD2 - rovnaké, menej ako 1500 ° C."

Ryža. 22. Tepelná izolácia strechy pece

1- šamot ľahký; 2- strúhanka dinas; 3-dinas

Zrnitosť mált musí spĺňať tieto požiadavky:

Pre hlinitokremičitanové malty sú v závislosti od suroviny, chemického a zrnitého zloženia, ako aj od požiarnej odolnosti (podľa GOST 6137-61) stanovené tieto triedy:

BTl, VT2 - vysokohlinité malty jemného brúsenia; SHT1, 11ΙΤ2 - šamotové malty jemného brúsenia; PT1 - polokyslé malty jemného brúsenia; LLIK1, ШК.2, ШКЗ - hrubé šamotové malty; PYu, PK2 - polokyslé malty na hrubé brúsenie.

Na vzduchu tvrdnúca hlina a bezílové malty obsahujú prísady, ktoré zvyšujú pevnosť spojov až do momentu spekania. V tomto prípade sa do malty zavedie až 15 % tekutého skla a na viazanie alkálie sa pridá 10 % bauxitu, hydrátu oxidu hlinitého alebo technického oxidu hlinitého.

Zloženie zŕn hlinitokremičitanových mált je uvedené v tabuľke 24.

Granulometrické zloženie mált

V roztokoch chrómmagnezitu a chromitu sa vytvrdzovanie na vzduchu zabezpečuje pridaním periklasového cementu, t.j. jemne mletého, vysoko vypáleného magnezitu zmiešaného s vodným roztokom MgSO4 alebo iných solí. Takéto roztoky sa zvyčajne pripravujú bezprostredne pred použitím.

Charakteristika mált

Požiarna odolnosť až po zmiešanie s tekutým sklom.

Na vzduchu tvrdnúce hlinitokremičitanové malty na aluminofosfátovom spojive (a.f.s.) sa získajú pridaním 3-5% hydrátu oxidu hlinitého a 10-15% kyseliny fosforečnej. Z týchto roztokov sa pri bežných a vysokých teplotách získajú tenké švy veľkej pevnosti. Na prípravu. východiskové komponenty používajú rovnaké zariadenie ako na získanie jemnozrnných práškových zložiek pri zodpovedajúcej výrobe žiaruvzdorných produktov. Maltové malty sa pripravujú v mobilných prerušovaných miešačkách malty bezprostredne pred pokladaním. V tabuľke. 25 sú znázornené hlavné ukazovatele niektorých mínometov.

Pri skúšaní mált sa zisťuje ich chemické a zrnitosť, konzistencia roztokov, schopnosť zadržiavať vodu, pevnosť a priepustnosť plynov.

Malty sa používajú na kladenie výmuroviek priemyselných pecí, panví, rekuperátorov a pod. Šamotovo-hlinité a šamotové malty tvrdnúce na vzduchu sa používajú na kladenie vysokých pecí a ohrievačov vzduchu. Dinas - na kladenie koksovacích pecí. Na vzduchu tvrdnúce chrómmagnezitové malty sa používajú na kladenie hlavných žiaruvzdorných materiálov v peciach na tavenie ocele a iných peciach.

Ak sa má konštrukcia používať pri vysokých teplotách, používa sa šamotová tehlová malta, ktorá drží pohromade. Tento roztok sa pripravuje špeciálnym spôsobom a má tiež žiaruvzdorné vlastnosti. Pokladanie žiaruvzdorných tehál sa môže vykonávať iba na roztoku piesku a hliny alebo bez roztoku. Takéto riešenie je možné zakúpiť vo forme hotovej zmesi a zriediť na prácu. Tento materiál sa nazýva šamotová malta.

Vysokokvalitné šamotové tehly majú jednotnú farbu a hladké, neošúchané hrany.

Tento prášok je veľmi jemný a až do prípravy sa musí skladovať na suchých miestach. Na získanie malty so špeciálnymi vlastnosťami na kladenie žiaruvzdorných tehál sa prášok zmieša s určitým množstvom vody a dôkladne sa premieša pomocou vŕtačky s tryskou alebo špeciálneho stavebného mixéra. Zakaždým, keď sa pridá presne definované množstvo vody, ale hotová zmes by mala konzistenciou pripomínať kyslú smotanu. Úplná pripravenosť roztoku sa dosiahne po 1-2 hodinách infúzie.

Potom sa roztok opäť dôkladne premieša. Na zvýšenie pevnosti malty sa odporúča pridať 1/6 portlandského cementu, vypočítané vo vzťahu k celej hmote. Zloženie takéhoto riešenia by malo byť čo najbližšie k zloženiu samotnej šamotovej tehly, najmä pokiaľ ide o požiarnu odolnosť a odolnosť voči plynom. Hoci malta spĺňa všetky tieto požiadavky, veľmi sa zmršťuje, aj keď je varená podľa všetkých pravidiel. Preto sa namiesto hotového prášku odporúča vziať všetky potrebné zložky a pripraviť si ho sami.

Murovacia malta: Príprava ingrediencií

Pre konštrukcie, ktoré budú neustále vystavené vysokému tepelnému zaťaženiu, nie je vhodná bežná cementová malta. Na položenie kachlí alebo krbu sa používa zmes piesku a hliny, ktorej pomer sa mení v závislosti od obsahu tuku v hline. Na samostatné miesenie takéhoto riešenia budete potrebovať:

• šamotový piesok;
• mletá žiaruvzdorná hlina;
• jemné stavebné sito;
• soľ;
• cement;
• voda.

Pridanie cementu do takejto kompozície je voliteľné a pridáva sa v malom množstve. Zmes by mala mať vysokú plasticitu, nemala by obsahovať hrudky a mala by byť homogénna. To následne zabezpečí pevnú väzbu medzi tehlami, takáto zmes nepraská a pri sušení sa nezmršťuje.

Ak je zmes založená na mastnej hline, môže byť dobre rozmazaná na tehlu a šev pomocou nej bude krásny a veľmi tenký. Táto zmes sa neodporúča používať v peci, pretože jej zmršťovanie je počas procesu sušenia veľmi vysoké. Ak vezmete chudú hlinu, zmes sa nezmršťuje, ale neposkytne pevnosť v potrebnom rozsahu, pretože sa bude drobiť a praskať.

Späť na index

Kvalita piesku a hliny

Na prípravu roztoku musíte vziať čistý a veľmi jemný piesok.

Berú veľmi čistý a najjemnejší piesok, najčastejšie je to horský alebo riečny piesok, ktorý sa preosieva cez jemné sito, aby sa vylúčili inklúzie rastlín a kamienkov. Pohmatom môžu iba skúsení špecialisti určiť, čo je hlina a či je vhodná na prácu. Na tento účel však existuje niekoľko spôsobov, ktoré sú vhodné pre začiatočníkov.

Na určenie jej kvality sa hlina vloží do vedra a naplní sa vodou a potom sa zmieša tak, aby zmes konzistenciou pripomínala tekutú kyslú smotanu. Kým hlina nesadne na dno, spustí sa do vedra čerstvo ohobľovaná doska, vezmú ju späť, pozerajú, koľko hliny sa na nej nalepilo. Ak je vrstva menšia ako 1 mm, táto hlina je chudá a je potrebné ju zmiešať s mastnejšími ílmi. Ak je vrstva veľmi hrubá, treba pridať piesok. Hlina s normálnou plasticitou priľne na dosku nerovnomerne a má hrúbku asi 2 mm.

Najdlhší a najspoľahlivejší spôsob určenia kvality hliny bude vyžadovať jej rozdelenie na 5 porcií, každá s objemom 1 liter. Prvá časť sa zmieša s vodou. Do druhej sa pridá 1/10 litrovej nádoby piesku, 1/4 nádoby sa umiestni do tretej, 3/4 sa umiestni do štvrtej a do poslednej sa umiestni plná nádoba piesku. Miešajte všetko pripravené oddelene, kým sa hlina nelepí na ruky, z každej zmesi sa formujú malé guľôčky, z ktorých sa niektoré vyvaľujú na koláče. Hlina schne asi 10 dní v suchej miestnosti bez prievanu. Na spájanie muriva je vhodná zmes, z ktorej koláče najmenej praskajú a gule sa nelámu a padajú z metrovej výšky na podlahu.

Ak nie je čas čakať 10 dní, môžete si zariadiť o niečo menej presný test pevnosti zmesi. Guľôčky sa položia na rovný povrch a pomocou rovnej dosky sa začnú mierne stláčať čo najrovnomernejšie. Okamžite rozdrvené gule sú vyrobené z chudej hliny, ak sa praskliny prakticky neobjavia, hlina je mastná. Kombinácia sa považuje za normálnu a vhodnú, keď sú loptičky pokryté malými prasklinami (počas stláčania) asi o tretinu svojej veľkosti.

Späť na index

Miešacia malta na kladenie žiaruvzdorných tehál

K tejto práci je potrebné pristupovať zodpovedne, pretože nesprávne množstvo prísad alebo porušený pracovný poriadok môžu narušiť prípravu kvalitnej malty na murovanie. Žiaruvzdorná hlina sa musí namočiť do vody tak, aby ju voda úplne pokryla, a nechať v tomto stave namočiť 12 až 72 hodín. Nasiaknutú hlinu je potrebné pravidelne miešať.

Namočená hlina sa musí dôkladne pretrieť cez sito.

Potom sa hlina namočená na murivo musí pretrieť cez sito, ktorého veľkosť každej bunky nepresahuje 3x3 mm. Suchý piesok sa preoseje cez rovnaké sito a pridá sa do hliny. Pomer 1 dielu hliny k 2 dielom piesku sa považuje za ideálny pre murivo. Hlina a piesok sa dobre premiešajú, až kým nebudú hladké, potom sa pridá voda.

Aby sa murovacia malta ukázala ako správna, musí sa do nej nalievať voda v tenkom prúde za stáleho miešania roztoku. Prestaňte liať vodu, keď hmota nadobudne konzistenciu hustej kyslej smotany. V tejto fáze sa odporúča pridať soľ do roztoku. Pomery pridávania do štandardného vedra s roztokom sú 100-150 g So soľou získa roztok väčšiu silu. Na spevnenie sa pridáva cement, do vedra s maltou sa pridá asi polovica majstra. A ak je to možné, môžete maltu na stavbu stien zo žiaruvzdorných tehál zmiešať s tekutým sklom.

Hotová zmes by mala pomaly a rovnomerne skĺznuť z lopaty a nemala by sa po nej šíriť a nemala by stáť v hrudke. Iba takáto zmes môže kvalitatívne vyplniť všetky dutiny. Približné množstvo zmesi na kladenie plochých 100 tehál sú 2 vedrá (ak robíte švy kategórie 4, každý približne 5 mm). Ak plánujete rozložiť ruský sporák, táto suma sa musí zvýšiť o 20% kvôli vlastnostiam muriva.