Огнеупорный материал с высоким содержанием алюминия
Огнеупорный глинозем — это вид технической керамики, основным компонентом которой является глинозем, а также небольшое количество других материалов. Оксид алюминия — один из самых стабильных оксидов, обладающий высокой твёрдостью, прочностью и стойкостью к отколу. Он нерастворим в воде и перегретом паре, а также в большинстве неорганических кислот и щелочей. Огнеупорные материалы на основе оксида алюминия не только обладают характеристиками огнеупорного глиняного кирпича, но и сохраняют стабильность в более высоком температурном диапазоне, что позволяет использовать их для футеровки печей при температурах до 3350°F. Они обладают высокой эрозионной стойкостью как в окислительной, так и в восстановительной атмосферах и широко применяются в отрасли термической обработки.
Огнеупорность высокоглиноземистых огнеупоров возрастает с увеличением содержания оксида алюминия. Марки глинозема 50%, 60%, 70% и 80% содержат соответствующую долю глинозема с допустимой погрешностью плюс-минус 2,5%.
В соответствии со стандартами Американского общества по материалам и испытаниям (ASTM) кирпичи с высоким содержанием алюминия подразделяются на следующие категории в зависимости от содержания оксида алюминия:
1. Муллитовые огнеупорные материалы: Муллитовые огнеупорные кирпичи содержат примерно 72% оксида алюминия и 28% диоксида кремния. Они обладают превосходной объемной стабильностью и прочностью при высоких температурах. Они идеально подходят для верхней части электропечей, доменных печей и печей-домен, а также для верхних конструкций печей для плавки стекла.
2. Корундовые огнеупоры: под корундовыми огнеупорами понимаются огнеупоры, содержащие более 99% оксида алюминия. К таким огнеупорам относятся монокристаллические, поликристаллические и α-оксид алюминия. Кирпичи с высоким содержанием оксида алюминия широко используются в цементных, известковых и керамических печах, резервуарах для хранения стекла, тиглях для плавки различных металлов, печах и шахтных печах доменных печей, а также в печах для плавки свинцового шлака.
3. Эти материалы очень экономичны при использовании в нижней части погружной ванны в металлургической промышленности, главным образом благодаря их стойкости к эрозии под действием железного шлака. Себестоимость и цена высокоглиноземистых огнеупоров растут с увеличением содержания глинозема, поэтому для каждого конкретного случая применения необходимо экспериментальным путем или с помощью испытаний определить наиболее подходящее содержание глинозема.
Магнезиальный кирпич
Магниевые огнеупы — это разновидность щелочных огнеупов, основным компонентом которых является оксид магния, содержание которого превышает 85%. Они изготавливаются из природного магнезита (MgCO₃) и кремнезема (SiO₂). Высококачественные магнезиевые кирпичи обычно имеют низкое соотношение CaO к SiO₂ и содержат минимальное количество феррита, особенно когда футеровка печи эксплуатируется в условиях окисления и восстановления.
Физические свойства таких кирпичей, как правило, невысоки, однако они обладают высокой эрозионной стойкостью к щелочному шлаку, особенно к каменно-зольному шлаку и шлаку с высоким содержанием железа. Этот вид огнеупорного кирпича является важнейшим огнеупорным материалом в процессе производства стали. Помимо металлургических печей, магнезиевые кирпичи в настоящее время успешно применяются в смотровых колодцах стеклозаводов, изгоревателях извести и цементных печах. Сырой магнезит (MgCO₃) обычно используется в виде слабообжиженного или сильнообжиженного материала. Слабообжиженный магнезит применяется в очистке сточных вод, производстве сложных удобрений и в качестве химического сырья.
Переплавленный магнезит является широко используемым сырьем в огнеупорной промышленности. В последнее время, с целью дальнейшего повышения коррозионной стойкости, стали использовать плавленную магнезию, агломерат магнезита с высокой кристалличностью и агломерат магнезита высокой чистоты. Плавленый магнезит получают из магнезита огнеупорного качества или других магнезитовых исходных материалов в дуговых печах. Плавленый магнезит извлекают из дуговой печи, охлаждают и измельчают. Этот материал используется при производстве огнеупорных материалов.
Огнеупорные изделия — доломитовые кирпичи
Доломитовые огнеупорные материалы относятся к классу щелочных огнеупоров, основными компонентами которых являются оксид кальция и оксид магния. Они получаются из природного доломита (CaCO₃-MgCO₃) путем высокотемпературного прокаливания. Содержание CaO+MgO в доломите высокой чистоты превышает 97%. Доломитовые огнеупоры считаются материалом, наиболее совместимым с клинкерной печью цементного завода, благодаря превосходной стабильности покрытия и очень хорошей стойкости к термическим ударам и щелочному воздействию в различных условиях эксплуатации печи. Эти огнеупоры с высоким содержанием диоксида циркония могут использоваться для предотвращения растрескивания.
Огнеупорный хромит
Хромо-магниевые огнеупорные материалы и магнезио-хромовые огнеупорные материалы — это два разных вида огнеупорных материалов.
Хромо-магниевые материалы обычно содержат 15–35% Cr₂O₃ и 42–50% MgO; хромо-магниевые огнеупорные материалы применяются в ключевых частях высокотемпературных печей. Эти материалы обладают стойкостью к воздействию коррозионных шлаков и газов, а также высокой огнеупорностью.
Магнезиево-хромовые огнеупоры содержат не менее 60% MgO и 8–18% Cr₂O₃; магнезиево-хромовые огнеупоры пригодны для работы при самых высоких температурах и могут вступать в контакт с наиболее щелочным шлаком, используемым при выплавке стали.
Устойчивость магний-хромовых материалов к отколу, как правило, выше, чем у хромо-магниевых материалов.
Огнеупорные материалы — огнеупорные материалы на основе диоксида циркония
Огнеупорный цирконий представляет собой поликристаллический материал. При его использовании и производстве в качестве огнеупора возникают определенные сложности. Перед применением в качестве огнеупора он должен пройти процесс стабилизации. Этого можно добиться путем добавления небольших количеств стабилизаторов, таких как оксиды кальция, магния и церия. Его эксплуатационные характеристики в основном зависят от степени стабилизации, количества стабилизатора и качества исходного сырья. Огнеупорные материалы на основе диоксида циркония обладают очень высокой огнестойкостью. Их прочность при комнатной температуре сохраняется при температурах до 2700°F. Поэтому их можно использовать в качестве высокотемпературных строительных материалов для печей и обжиговых печей. Теплопроводность огнеупоров из диоксида циркония значительно ниже, чем у большинства других огнеупоров, поэтому их применяют в качестве высокотемпературных теплоизоляционных огнеупоров. Поскольку цирконий характеризуется очень низкими теплопотерями и не вступает в реакцию с жидким металлом, он особенно подходит для изготовления огнеупорных тиглей и других емкостей для металлургии. Цирконий является полезным огнеупором для стекловаренных печей, главным образом потому, что он не пропитывается стеклянной расплавленной массой и слабо вступает с ней в реакцию.
«Аморфный огнеупорный материал» — это общий термин, обозначающий аморфные огнеупорные изделия, которые изготавливаются в виде суспензии и впоследствии затвердевают, превращаясь в твердые блоки. Большинство рецептур аморфных огнеупоров состоит из крупнозернистых огнеупорных материалов (заполнителей), мелкозернистых огнеупорных материалов (заполняющих пространство между частицами) и вяжущих (удерживающих частицы вместе в неспеченном состоянии). Аморфные огнеупорные материалы все быстрее вытесняют традиционные спеченные огнеупорные материалы во многих областях применения, включая промышленные печи.
Существует множество методов укладки аморфных огнеупорных материалов, таких как метод утрамбовки, метод напыления и т. д. Метод утрамбовки в основном применяется при укладке в холодном состоянии, когда очень важно обеспечить надлежащее уплотнение материала. Этот метод можно применять как для материалов, затвердевающих на воздухе, так и для материалов, затвердевающих под воздействием тепла. Необходимо выбрать подходящий инструмент для уплотнения.
Глиноземный огнеупор - это вид инженерной керамики с глиноземом в качестве основного компонента и небольшим количеством других материалов. Глинозем - один из самых стабильных оксидов, обладающий высокой твердостью, высокой прочностью и устойчивостью к раскалыванию.
