Применяемые для изготовления футеровки огнеупорные материалы и их важнейшие свойства

Страницы работы

Содержание работы

Лекция 7

Глава III

Применяемые для изготовления футеровки огнеупорные материалы и их важнейшие свойства

Применяемые для изготовления футеровки огнеупорные материалы по своему химическому характеру делятся на кислые, основные и нейтральные. К кислым огнеупорным материалам относятся кремнеземистые, в основном состоящие из окиси кремния (SiО2). К основным материалам относятся огнеупоры, которые состоят главным образом из окислов магния или кальция, т. е. из основных окислов. К нейтральным огнеупорным материалам относятся такие огнеупоры, для которых характерно преимущественное содержание амфотерных окислов алюминия, циркония, а также окиси хрома.

1. Кремнеземистые огнеупоры

К этим огнеупорам относятся природные материалы: жильный кварц, кварциты, халцедон, песчаники, содержащие SiО2 в пределах от 96,0 до 99,0 %. Эти материалы широко применяют в технике в природном виде, а также в виде изготовленных из них таких огнеупоров, как динасовые, полукислые и др.

Кремнеземистые материалы при одном и том же химическом составе не являются равноценными и одинаково широко распространенными в природе. Наиболее распространенными и лучшими по качеству являются кварциты — цементные или кристаллические.

Цементные кварциты — это твердые породы, в состав которых входят зерна кварцевого песка, связанные кварцевым цементом. Содержание цемента в этих кварцитах сильно колеблется и составляет 10—15 % при контактной структуре и доходит до 70—85 % при базальтной. Цемент состоит из зернышек вторичного кварца размером 0,001—0,003 мм. В небольшом количестве в цементе встречаются опал и халцедон. Химический состав и свойства цементных кварцитов сильно колеблются. Первоклассные разности содержат 97,0—98,0 % SiО2 (по ГОСТ 9854—61).

К кристаллическим кварцитам относятся породы, состоящие из сплошной массы кварцевых зерен, возникших путем метоморфизации кремнеземисто––кварцевых песчаников. Это — бесцементные или содержащие очень малые количества цемента кварциты. Кристаллические кварциты являются важнейшим материалом для изготовления футеровки. Лучшие его разновидности содержат 98— 99,0 % SiО2. Характерной примесью в этих кварцитах является пирофиллит в количестве 1—2 % Кварциты в зависимости от преобладания (более 60 %) зерен различного размера, мм, делятся на следующие четыре группы:

Грубозернистые . . .          2—1

Крупнозернистые . . .       1—0,5

Среднезернистые . . .     0,5—0,25

Мелкозернистые . . .      0,25—0,1

По механическим свойствам кварциты в зависимости от их твердости делят также на четыре группы. Если при 15 минутном  стандартном помоле в шаровой мельнице относительная поверхность зерен увеличивается в 6,5 раз, то кварциты считаются очень твердыми, в 6,5—9 раз твердыми, в 9,5—13 раз — средней твердости, в 13 раз и более — мягкими.

Наиболее ценными кварцитами считаются такие, которые обладают плотной структурой, так как рыхлые кварциты дают пористый материал и большое количество мелких фракций при помоле.

В отечественной металлургии применяют, как правило, кварциты месторождений: Первоуральского (Свердловская обл.), Тарасовского (Ростовская обл.). Характеристика кварцитов этих месторождений представлена в табл. 5.

Таблица 5

Свойства кварцитов

Показатели

первоуральские

тарасовские

Химическим состав, %.

SiO2   .   .   .

98,18—99,10

96,4—99,0

А12O3  .  .  .

0,15—0,70

Сл. —0,85

Fe2O3  .  .  .

0,14—0,42

0,12—0,59

СаО   .   .   .

0,08—0,50

0,19—0,76

MgO   .   .  .

Сл. 0,10

Cл. 0,25

ТiO2   .   .   .

0,1

R2O3   .   .   .

0,15

п.п.п.   .   .   .

0,07—0,27

0,55—1,20

Огнеупорность,   °С   .

1770

1760

Плотность, г/см3  .  .

2,65—2,66

2,42—2,52

Пористость, %   .  .   .

0,15—0,30

2,4—13,5

Микроструктура

Кристаллическая, очень плотная

Цементная (аморфная), пористая

Разрыхление кварцитов в кусках после обжига при 1600° С:

пористость, %

14,7

––

плотность, г/см3 .

2,40—2,52

––

Из табл. 5 видно, что кристаллические кварциты первоуральские имеют самые высокие огнеупорность и плотность, но после обжига при 1600 °С они разрыхляются больше, чем цементные кварциты, в результате чего увеличивается пористость и уменьшается плотность; тем не менее кристаллические кварциты сохраняют достаточно плотную структуру и после обжига.

Большая пористость и разрыхление структуры нежелательны, так как при этом снижается сопротивление к механическим и химическим воздействиям.

2. Магнезитовые огнеупоры

Похожие материалы

Информация о работе