Технология керамики и огнеупоров
Будников П.П., Бережной А.С., Булавин И.А., Каллига Г.П., Куколев Г.В., Полубояринов Д.Н.
ГИСА, 1962 г.
ОГНЕУПОРНЫЕ РАСТВОРЫ, МАССЫ И БЕТОНЫ
Огнеупорные растворы (мертели), обмазки, замазки, бетоны и различные массы используются в строительстве и при эксплуатации промышленных печей в безобжиговом неоформленном, измельченном состоянии. Здесь различают:
1) связующие огнеупорные растворы (мертели), служащие для заполнения швов при связывании кирпичей огнеупорной кладки и придания ей монолитности, прочности и газонепроницаемости;
2) огнеупорные массы — бетоны, набивные и наварные массы для монолитных футеровок, а именно:
а) огнеупорные бетоны, состоящие из твердеющей при обычных температурах связующей части и заполнителей; их применяют для набивки непосредственно в печи частей футеровки, заменяют более дорогой огнеупорный кирпич, ускоряют ремонты печей и дают кладку без швов;
б) огнеупорные набивные массы, отличающиеся .от огнеупорных бетонов тем, что не содержат гидравлически твердеющей связки;
в) огнеупорные массы для наварки (например, подин мартеновских печей); наносятся на огнеупорную кладку забрасыванием в печь при высоких температурах, обеспечивающих спекание наносимых слоев массы;
3) огнеупорные обмазки для зашиты огнеупорных футеровок от износа;
4) огнеупорные заправочные массы и замазки, наносимые на огнеупорную кладку при высоких температурах для продления срока ее службы; сюда относятся:
а) заправочные массы для мартеновских и электросталеплавильных печей;
б) замазки для горячих ремонтов коксовых печей;
в) прочие заправочные массы.
ЛЕГКОВЕСНЫЕ (ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ) ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Легковесные огнеупоры используют, в тепловых агрегатах для уменьшения расхода топлива. Применение их увеличивает оборачиваемость печей периодического действия.
Потери, связанные с тепловыми процессами в кладке, складываются из расхода тепла на аккумуляцию его массивом кладки и на излучение поверхностью печи в окружающую среду. Только эти два вида потерь часто составляют в сумме от 24 до 45% от теплотворной способности топлива, расходуемого промышленными печами. В стекловаренных же печах в окружающую среду теряется тепла от 40 до 70% (при искусственном охлаждении), во вращающихся печах — от 10 до 22%· Расход тепла на аккумуляцию кладкой приобретает существенное значение в печах с цикличной работой (различные печи периодического действия, кольцевые и многокамерные печи). В однокамерных периодических печах потери этого вида составляют от 5 до 25%.
На рис. 81 показаны кривые потерь тепла 1 м2стены однокамерной печи. В начале обжига большое количество тепла теряется на аккумуляцию. По мере прогрева кладки эти потери падают до нуля. Потери в окружающую среду начинаются лишь через 12— 13 час. и возрастают с повышением температуры в печи и прогревом кладки.
Легковесные огнеупорные изделия должны обладать как можно меньшим объемным весом, т. е. быть возможно более пористыми. Поры должны быть малых размеров. Возможные пределы уменьшения объемного веса ограничиваются снижением при этом прочности изделий, их термической стойкости и температуры деформации под нагрузкой. Легковесные огнеупоры характеризуются объемным весом не более 1,3 г/см3.
Известны следующие способы их производства:
1) способ выгорающих в процессе обжига добавок;
2) «газовые» способы, при которых в формовочной суспензии образуются многочисленные мелкие газовые пузырьки:
а) путем вспенивания шликера при помощи введенного в него пенообразователя; способ этот называется пенолегковесным или пенокерамическим, а изделия — пенолегковесами; кирпич, изготовленный из пеношамота, называют пеношамотным легковесом;
б)путем вспучивания шликера в результате химических реакций между вводимыми в шликер добавками; способ этот называется химическим.
Легковесные огнеупоры, полученные указанными способами, часто применяют и для открытой изоляции. Легковесы, получаемые из смесей огнеупорной глины с трепелом или диатомитом, имеют пониженную огнеупорность и применяются для защищенной изоляции при температуре не свыше 900°. Известны также способы, основанные на вспучивании массы в процессе обжига, на удалении улетучивающихся твердых добавок (например, нафталина) и на самом минералообразовании в процессе обжига (например, при получении легковесного доломито-кварцевого кирпича).
.