Огнеупоры

[refractories] — материалы и изделия, изготовл. преимущ. из минерального сырья и имеющие огнеупорность > 1580 "С. Произ-во о. возникло в связи с развитием металлургии, а по мере распростр. тепловых агрегатов раз-ного назначения стало одной из важных отраслей во всех развитых странах.
Создание соврем, огнеупорной промышл-ти в России относится к периоду 1929—1940 гг.
О. изготовляются в виде изделий (кирпичи, фасонные и крупноблочные изделия) и неформов. материалов (порошки, массы, смеси для бетонов); доля последних в разных странах составляет 10—25 %. Принят ряд общих классификац. признаков для тех и других. По химико-минеральному составу о. делят на типы (кремнеземистые, алюмосили-катные, глиноземистые, глиноземоизвестко-вые, магнезиальные, известковые, хромистые, цирконистые, оксидные, углеродистые, карбидкремниевые и бескислородные), а типы на группы. При композиционном составе в наименовании О. на первое место ставится преобладающий компонент (напр., периклазохромитовые и хромитопериклазо-вые). По огнеупорности о. делят на огнеуп. (1580- 1770 °С), высокоогнеуп. (св. 1770 до 2000 °С) и высшей огнеупорности (св. 2000 °С). По величине открытой пористости (%) различают о. особоплотные (до 3 вкл.), высокоплотные (св. 3 до 10 вкл .), плотные (св. 10 до 16 вкл.), уплотненные (св. 16 до 20 вкл.), среднеплотные (св. 20 до 30 вкл.), низкошютные (св. 30); при общей пористости св. 45 % о. наз. теплоизоляционными (легковесными), к к-рым относят и волокнистые о. О. м. б. общего назнач. и для определ. тепловых агрегатов и устр-в, напр, доменные, для сталеразлив. ковшей и т.д., что указывается в нормативно-технич. документации. Для изгот. о. используют разнообр. технологии, процессы. Преоблад. явл. технология, включ. предварит, тепловую обработку и измельчение компонентов, приготовление шихт с добавлением пластифицир. составл., формование из них изделий прессованием на механич. и гидравлич. прессах или экструзией с последующей допрессовкой или литьем, обжиг в туннельных, реже в периодич. и газокамерных печах для получения задан, св-в материала. Изгот. тж. безобжиговые о. Для неформов. о. процесс заверш. измельч. и смешив, компонентов.
О. применяют для огнеупорных футеровок и устр-в в агрегатах, работающих в условиях вые. темп-р (преимущ. > 900 °С) для защиты их неогнеупор. частей и внеш. среды от действия тепловой энергии и агрессивных реагентов-расплавов, горячих газов и др. Большую часть о. (ок. 60 %) потребляют ЧМ и ЦМ. Суммарное потребление о., отнесенное к 1 т выплавл. стали, колеблется в разных странах от 20-30 до 60-90 кг:

алюмосиликатные огнеупоры [alumina-silica refractories] — о., изготов. преимущ. из А12О3 и SiO2. А. о. подразделяют на полукислые (14—28 % А12О3), шамотные (28-45 %), высокоглиноземистые (49—95 %) и применяют во многих тепловых агрегатах;

безобжиговые огнеупоры [unburned refractories] — изделия из огнеупорных материалов и связки, приобрет. треб, св-ва при сушке <, 400 °С (после нагрева изделий от 400 до 1000 °С их называют термообработ.). Связкой м. б. глины, керамич. суспензии, р-ры фосфатов, щелочные силикаты (жидкое стекло), смолы термопластичные и термореактивные, эластомеры и др. Б. о. по прочности и пластичности не уступают, а по термостойкости превосходят обожж. о. Наиб, широко применяют б. о.: кремнеземистые бетонные блоки (для нагреват. колодцев), шамот, и высокогли-нозем. (для обжиговых агрегатов), магнези-альноизвест. на смоляной (пековой) связке (для сталеплав. конвертеров) периклаз. и пе-риклазохромит. (для сталеразлив. стаканов) и магнезиальные в стальных кассетах;

бескислородные огнеупоры [non-oxygenous refractories] — о., изгот. изтугопл. бескислор. соедин.: карбидов, нитридов, боридов, силицидов, сульфидов. Технология б. о. включает пригот. порошков бескисл. соедин., формование из них изделий с добавл. связки и послед, обжиг при вые. темп-pax. Применение б. о. при вые. темп-pax в окислит, атмосфере ограничено;

волокнистые огнеупоры [fibrous refractories] — теплоизоляционные состоящие из волокон огнеупоры в виде формов. (плиты, блоки, листы и др.) с неорганич. или органич. связкой и неформов. (вата, войлок и др.) изделий. В. о. изготовляют преимущ. из высоко-глинозем. и глинозем, стекловолокна и из корунд, поликристаллич. волокна, а также из ZrO2 и др. оксидов.
В. о. применяют для теплоизоляции и футеровки тепловых агрегатов, а также для заполнения компенсац. швов;

высокоглиноземистые огнеупоры [high-alumina refractories] — алюмосиликатные огнеупоры, содерж. > 45 % А12О3. В. о. подразд. на муллитокремнезем. (МКР, 45-62 % А12О3), муллит. (МЛ, 62—72 %) и муллитокорунд. (МК, 72-90 %). изделия МКР изгот. на основе шамота из боксит, глин и бокситов, а также концентратов высокоглинозем. алюмосиликатов, МЛ и МК — на основе технич. глинозема, электрокорунда, маложелезистых бокситов, богатых глиноземом.
В. о. применяют для футеровки сталераз-лив., промежут. и чугуновозных ковшей, скользящих затворов ковшей, сводов элект-родуг. печей, лещади и горна домен, печей, воздухонагревателей нагреват. печей и др. тепловых агрегатов с рабочей темп-рой выше 1300—1350 "С, а тж. в кач-ве стаканов для разливки стали, трубок для термопар и др. Неформов. в. о. типа МЛ и МК применяют в виде набивных масс (для сталеразлив. ковшей), заполнителей огнеупор. бетонов, мертелей и т.п.;

высокоглиноземистые (корундовые) огнеупоры [high-alumina (corundum) refractories]— о., содерж. > 95 % А12О3. К. о. изгот. из по
рошков электроплавл. корунда и технич. глинозема, формуют разными способами и обжигают при 1600—1750 °С. К. о. применяют в
агрегатах с рабочей темп-рой до 1750-1800 "С, они обеспеч. необх. стойкость в условиях контакта со шлаком, жидким металлом, расплавом стекла, щелочами и кислотами. Из к. о. изготовляют корундовые плиты
для шиберных затворов сталеразлив. ковшей, зделия для футеровки камер вакууматоров стали, насадки высокотемп-рных воздухонаг
ревателей, чехлы термопар, тигли для плавки стекол, металлов и др. Неформов. к. о. — мертели и бетоны с корунд, заполнителем
применяют для футеровки патрубков вакууматоров стали, а массы и обмазки — для изгот. и ремонта огнеупор. футеровок с рабочей темп-рой > 1700 °С;

динасовые огнеупоры [silica refractories] — см. Кремнеземистые огнеупоры;

известковопериклазовые (доломитовые) огнеупоры [lime-periclase (dolomite) refractories]—о., изготовл. из доломита, в т.ч. с добавл.
периклаз. порошка с масс, долей MgO — 10-50 % и СаО — 45-85 %. Безобжиг. и. о. изгот.формованием порошков обожж. доломита на
органич. связке (каменноугольная смола, пекбез или с термич. обработкой при 300—600 °С);огнеупорность их > 2000 °С. Изготовляют тж.и.о., обожж. при 1500—1750 °С и сохран. частично своб. СаО. И. о. устойчивы при взаимод.с осн. шлаками. Безобжиг. и. о. применяют для
футеровки сталеплав. конвертеров, а обожж.и. о. — сталеплав. печей, сталеразлив. ковшей и т.п. Используют неформов. и. о. (массы из
обожж. доломита со связкой) для набивки блочных и монолитных футеровок электро-сталеплав. печей, конвертеров, сталеразлив.
ковшей и др.;

карбидкремниевые огнеупоры [silicon-carbide refractiries] — о., изготовл. на основе SiC (> 70 %).
К. о. применяют для изгот. муфелей, рекуператоров, чехлов термопар и др.; футеровки электрич. нагреват. колодцев, агрегатов про-из-ва цинка и алюминия, циклонов трубопроводов и т.п. К. о. на нитридной и оксинит-ридной связке используют тж. для футеровки ниж. части шахты домен, печей. Неформов. к. о. применяют для покрытий щитовых экранов котельных топок, в виде мертелей и масс при выполнении огнеуп. кладки;

кремнеземистые огнеупоры [silicons refractories] — о., содерж. > 80 % SiO2. К ним относят наиб, распростр. динасовые и кварцевые о., а тж. кварц, стекло.
Динас, о. содержат > 93 % SiO2 или 80— 93 % SiO2 (при изгот. с добавками) и изготовл. из кварцитов. В порошок кварцита добавляют известковое молоко и железистые добавки, формуют на прессах изделия задан, размеров и обжигают при 1430—1460 °С. Ди-нас.о. применяют для футеровки коксовых, стекловар, печей, воздухонагревателей, а тж. ряда плавильных агрегатов в ЦМ и др. Неформов. динас, о. — мертели, материалы для обмазок и т.п. изгот. из молотых боя динас, о. и кварцитов, применяют при выполнении и ремонте кладки.
Кварц, стекло — переохлажд. расплав природного (песок, жильный кварц, горный хрусталь и др.) или синтетич. кремнезема, содерж. > 99 % SiO2, применяют для изгот. стекловар, печей (в виде блоков), ламп инфракрасного нагрева, защитных чехлов термопар и др. Из кварц, стекла путем измельчения, формования и обжига (а тж. без обжига) изгот. тж. термостойкие огнеуп. изделия (т.наз. кварц, керамика), использ. в кач-ве погружных стаканов и защит, труб при разливке стали, в лабор. практике и др.;

легковесные огнеупоры [lightweight refractories] — о. с вые. (45-85 %) пористостью. Л. о. подразд. на: шамот., высокоглинозем., динас., глинозем, (корунд.) и др. типы. Осн. технологии изготовления: введение в шихту измельч. выгорающих добавок (древесных опилок, лигнина, кокса, полистирола и др.) и формование изделий пластичным или полусухим способами; смешивание суспензий из огнеуп. порошков с пеной из клеевого р-ра с по-верхн.-акт. добавкой, химич. газообразование и вспучивание суспензии, содерж. стабилизатор, разливка в форму; формов. изделий излегковесных заполнителей (пористых зерен, пустотелых сфер) с добавл. связующего. Заключит, стадия — обжиг при > 1250 °С.
Л. о. применяют в кач-ве теплоизоляц. материалов для футеровки стен и сводов нагре-ват. и обжиг, печей, котельных топок и др. Экономия энергоресурсов от применения л.о. по ср. с обычными 10-30 %. Высокоогнеупорные л. о. на основе оксидов применяют в вакуумной технике, высокотемп-рных печах, силовых установках легат, аппаратов и др. Не-формов. л. о. в виде засыпок из зернистых материалов, в т.ч. из пустотелых гранул применяют для внеш. теплоизоляции тепловых агрегатов;

магнезиальные огнеупоры [magnesia refractories] — о., содержащие в осн. MgO. К ним относят: периклаз. — высокомагнез. (2 85 % MgO), магнезиальносиликатные (45—85 %), магнезиальношпинелидные (40-85 %) и маг-незиальноизвестковые (10-85 %). М. о. изготовляют из обожж. и частично сырых материалов с добавлением связки и обжигом при 1500—1900 °С. М. о. имеют высокую стойкость при взаимодействии с расплавами металлов и осн. шлаков, широко применяются для футеровки металлургич и др. агрегатов;

магнезиальносиликатные огнеупоры [magnesia-silica refractories] — о., сост. в осн. из форстерита [Mg2(SiO4)] и содерж. 50-60 % MgO, 25-40 % SiO2. M.-c. о. формуют со связ. добавкой и обжигают при 1450—1550 °С (или используют без обжига). Осн. св-ва м.-с. о.: пористость открытая 22-28 %, темп-pa начала размягчения под нагрузкой — до 1610-1620 °С. М.-с. о. применяют для футеровки насадок регенераторов мартенов, и стекловар, печей, сталеразлив. ковшей (в т.ч. в виде набивных масс), плавильных агрегатов ЦМ, а тж. для изгот. сталеразлив. стаканов и др. Не-формов. м.-с. о. могут применяться как добавка в металлургич. порошках;

магнезиальношпинелидные огнеупоры [magnesia spinel refractories] — о., сост. из перик-лаза и хромшпинелида MgO. Сг2О3 (в т.ч. со шпинелью MgO • А12О3). Периклазохромит. (ПХ) о. содержат > 60 % MgO и 5-20 % Сг2О3. ПХ о. формуют и обжигают при 1700-1850 "С. Для высококач. ПХ о. используют MgO чистотой > 96 % и концентраты хромита. ПХ о. применяют для футеровки сводов сталеплав. печей, вакууматоров стали, кислородных конвертеров (горловина, летки), сталеразлив. ковшей (шлак, пояс), медеплав. агрегатов, высокотемп-рных обжиговых печей и др.).
К м.-ш. о. тж. относят: хромитопериклаз. (ХП), изготовляемые из смеси периклаз. порошка с хромит, рудой и содерж. 40-60 % MgO и 15—35 % Сг2О3; периклазошпинель-ные (> 40 % MgO и 5-55 % А12О3), шпи-нельные, сост. в осн. из шпинели состава MgO • А1203 и хромитовые о. (> 30 % Сг2О3 и < 40% MgO). М.-ш. о. этих типов используют взамен более дорогостоящих м.-ш. о. типа ПХ для футеровки менее ответств. частей (участков) сталеплав. агрегатов, обжиг, печей и др. Применяют безобжиг. м.-ш. о. для изгот. сталеразлив. стаканов и др;

неформованные огнеупоры [non-shaped refractories] — о., изготовл. без определ. форм и размеров в виде кусковых, порошковых и волокнистых материалов, а также паст и суспензий. К ним относят: металлургич. заправочные порошки, заполнители и мелкозернистые компоненты для огнеупорных бетонов, огнеупорные цементы, бетонные смеси и готовые к применению массы, мертели, материалы для покрытий (в т.ч. торкрет-массы), нек-рые виды волокнистых огнеупоров. Н. о. м. б. сухими, полусухими, пластичными и жид-котекучими. Н. о. применяют для выполнения и ремонта футеровок сталеразлив. ковшей (набивные и наливные кремнезем., высокогли-нозем. и магнезиальные массы); конвертеров (торкрет-массы), нагреват. и обжиг, печей (шамот, и высокоглинозем. массы), индукц. печей (корунд, и периклаз. массы), кокс, печей (обмазки), подин мартен, и электродуг. печей (заправочные порошки) и т. д.
Н. о. применяют для рабочего слоя футеровки промежут. и сталеразлив. ковшей, тор-кретир. стен и сводов мартен, печей, в набивных частях футеровки вакууматоров, печей ЦМ и др.;

оксидные огнеупоры [oxide refractories] — о., содержащие > 97 % высокоогнеуп. оксидов (BeO, MgO, CaO, A12O3, Cr2O3, ZrO2, ThO2 и др.) или их соединений и тв. р-ров. Формов. о. о. изготовляют преимущ. из тонкозернистых порошков прессов, или литьем из суспензий с послед, обжигом, а неформов. о.о. — измельчением оксидов, обычно после предварит, обжига, и введения необх. добавок. В металлургии о. о. применяют в виде изделий из технич. керамики для аппаратуры при измерении высоких темп-р, датчиков контроля масс, доли кислорода в стали, тиглей для ла-бор. плавильных печей, вкладышей в разлив, устр-вах и др.;

периклазовые огнеупоры [periclase (mag-nesite) refractories] — магнезиальные о., содерж. > 85 % MgO. П. о. изготовляют из перик-лаз. порошка с добавл. клеящей связки обжигом при 1600—1900 °С; для безобжиг. п. о. используют связки из лигносульфонатов, сульфата магния и др. П. о. применяют для футеровки стенок мартен, печей, миксеров, печей для плавки меди и никеля, высокотемп-рных нагреват. печей, леток кислородных конвертеров и др., а тж. в виде плит шиберных затворов сталеразлив. ковшей, стаканов для разливки сталей, пористых фурм для продувки стали газами и т.п. Неформов. п. о. используют для изготовления мертеля, металлургич. (заправочных) порошков, набивных масс для вакууматоров стали, индукц. печей и др;

периклазоуглеродистые огнеупоры [periclase (magnesite)-carbon refractories] — о., изгот. из периклаз. порошка с добавл. 6—25 % природного или искусств, графита и органич. связки (напр., фенольной порошкообр. с этиленгли-колем или бакелита). П.-у. о. применяют для футеровки устр-в для подачи газа снизу в конвертерах с комбинир. продувкой и ответств. участков стен мощных электродуг. печей; для шлак, пояса электродуг. печей и сталеразлив. ковшей, а тж. шиберных затворов;

плавленые огнеупоры [fused refractories] — о., изгот. расплавлением огнеуп. материалов и разливкой в формы. Для плавки большинства огнеуп. материалов используют электродуг. печи, а кварца — печи сопротивления и кислородные горелки. Корунд, и корундомул-лит. п. о. применяют в виде блоков для изготовления подин нагреват. печей и колодцев, днищ вакуум-камер и др., бадделеитокорунд. кварц, п. о. — для футеровки стекловар, печей. Порошки плавленых периклаза, глинозема и шпинелей (MgO • А12О3; Mg • Сг2О3) используют для изготовления огнеуп. изделий и бетонов. Корунд, Порошки из глинозема и боксита примен. тж. в произ-ве абразивов;

полукислые огнеупоры [semi-silicious (silica-acid) refractories] — алюмосиликатные о. с масс, долей А12О3 от 14 до 28 %. П. о. применяют преимущ. для малоответст. участков футе-ровок металлургич. агрегатов, в т.ч. кокс, печей, в виде капсул для определения серы и углерода в чугуне, стали и др.;

смолодоломитовые огнеупоры [tar-dolomite refractories] — форм, на прессах изделия из порошка обожженного доломита (крупность зерен до 6-8 мм), смешанного при нагревании до 100-120 °С с 4—6 % кам. уг. смолы или пека. С. о. имеют кажущуюся плотность 2800-2900 кг/м3, предел прочности при сжатии 2000—4000 МПа, устойчивы против основных шлаков. При добавке в массу магнезитового порошка изделие наз. смолодоломитомагне-зитовыми. С.-д. о. применяются для футеровки кислородных конвертеров. Иногда С.-д. о. применяют в кладке дуговых сталеплавильных печей;

смоломагнезитовые огнеупоры [tar-magnesite refractories] — изделия и массы, приготовл. из обожж. магнезит, (периклаз.) порошка смеш. при нагрев, до 100-120 °С с 4-6 % каменноуг. смолы или пека. При содержании примеси < 2-3 % СаО стойки к гидратации на воздухе; применение аналогично смолодоломито-вым огнеупорам;


углеродистые огнеупоры [carbon refractories] — о., сост. преимущ. из своб. углерода или содерж. углерод в кач-ве осн. компонента. К у. о. относят: угольные и графитир. блоки, изго-товл. из кокса и термоантрацита с каменноуг. смолой, пеком, битумом, антрац. маслом, обжигаемые при 1100—1450 °С; графитир. изделия из нефтяного кокса с графит, структурой и малым содержанием золы, получаемые обжигом при / > 2000 °С; пирографит — продукт разложения углеродсодерж. газа на нагретой поверхности и др. К у. о. относят также углеродсодерж. о., изготовл. из графита, огнеупорной глины, шамота (в т.ч. высокоглиноземистого), корунда и т.п. У. о. отличаются высокой теплопроводностью, низким ТКЛР, хорошей стойкостью при взаимодействии с расплавами металлов и шлаками. У.о. применяют для футеровки ниж. строения домен, печей, электротермич. печей, агрегатов для плавки свинца, меди и др., а также для изготовл. погружных стаканов, стопоров-моноблоков, вкладышей для изложниц, тиглей для плавки цв. металлов и др. Неформов. у.о. из кокс, порошков на каменноуг. смоле применяют для заполнения швов кладки, углеродсодерж. — для футеровки желобов домен, печей и др.;

цирконистые огнеупоры [zircon/zirconia refractories] — о., на основе бодделеита ZrO2 (67,1 % ZrO2) и циркона (ZrSiO4). Ц. о. в зависимости от содержания ZrO2 подразделяют на: оксидциркониевые (> 85 % ZrO2), бадде-леитокорундовые (20—85 % ZrO2 и до 65 % А12О3), цирконовые (> 50 % ZrO2 и > 25 % Si2O,), оксидцирконийсодержащие (< 20 % ZrO2). Ц. о. отличаются высокой огнеупорностью (до 2600 °С), хорошей стойкостью при взаимодействии с расплавами металлов и шлаков, высокой прочностью при 2200-2400 °С и высокой термостойкостью. Высокоплотную керамику из ZrO2 применяют в виде чехлов термопар, фильтров для сплавов, а также нагреват. эл-тов при темп-pax до 2200 °С в печах с резистивным и индукц. нагревом. Зернистые о. из ZrO2 используют в устр-вах для разливки стали, для футеровки агрегатов с / > 1800 °С, тиглей для плавки ряда металлов и сплавов. Стаканы из циркона (в т.ч. с графитом) с добавл. пластифи-цир. компонента используют в промежут. ковшах при разливке стали;

шамотные огнеупоры [fireclay refractories] — алюмосиликатные огнеупоры, содержащие, мае. %, 28-45 А12О3 и 50-70 SiO2. Технология произ-ва формов. ш. о. включает: обжиг глины (каолина) при 1300-1500 °С во вращ. или шахтных печах, измельчение получ. шамота, смешивание со связ. глиной и водой (иногда с добавл. др. связ. материалов), формование, сушку и обжиг при 1300—1400 °С. Ш. о. применяют для футеровки домен, печей, сталераз-лив. ковшей, нагреват. и обжиг, печей, котельных топок и др., а тж. для изготовл. сифонных изделий для разливки стали. Неформов. ш. о. изготовляют из измельч. шамота и связ. материалов и применяют в виде мертелей, набивных масс, порошков, заполнителей бетонов и др. при выполнении и ремонте огнеуп. футеро-вок разных тепловых агрегатов.