Условия службы футеровки и методы изготовления огнеупорной футеровки в индукционных печах, страница 12

Вязкость растворов жидкого стекла с модулем 2,63 в зависимости от плотности, по данным [54], приведена в табл. 34.

Таблица 34.

Вязкость растворов жидкого стекла в зависимости от их плотности

Вязкость очень сильно возрастает при плотности 1,50 г/см³.

Диаграмма плавкости системы Na₂О — SiО₂ представлена на рис. 30. На диаграмме отмечено наличие трех определенных силикатов натрия: 2Na₂О•SiО₂ (ортосиликат), Na₂О•SiО₂ (метасиликат) и Na₂О•2SiО₂ (дисиликат).

Ортосиликат натрия плавится при 1118 °С инконгруэнтно с выделением Na₂О и образованием силикатного расплава, обедненного щелочью:

2Na₂О•SiО₂ ↔ Na₂О +жидкая фаза.

Первая эвтектика образуется ортосиликатом с метасиликатом натрия с температурой плавления 1022° С. Вторая эвтектика с температурой плавления 846°С получается из смеси мета- и дисиликата натрия. Третья эвтектика образуется дисиликатом натрия и кремнеземом с температурой плавления 793° С.

Рнс. 30. Диаграмма плавкости системы Na₂О—SiО₂

Характеристика промышленных сортов жидкого стекла приводится в табл. 35.

Таблица 35

Характеристика жидкого стекла

Огнеупорные глины как связующие добавки должны обладать хорошими пластичными свойствами. Наиболее пластичны глины Часов-Ярского месторождения. Эти глины обладают высокими химико-коллоидальными свойствами. При некоторой концентрации суспензия глин, будучи оставлена на воздухе, затвердевает в виде геля.

Вяжущие материалы относятся к упрочнителям, схватывающимся на воздухе. Наиболее употребительным для огнеупорной футеровки является глиноземистый цемент. Глиноземистый цемент состоит в основном из окислов А1₂О₃ и СаО; в малых количествах содержатся окислы SiО₂, Fe₂О₃, MgO, ТiО₂. В минералогическом составе глиноземистого цемента преобладают минералы — монокальциевый алюминат (СаО•А1₂O₃) и пятикальциевый трехалюминат (5СаО • 3А1₂О₃). Твердение глиноземистого цемента при нормальной температуре в основном представляется следующими химическими реакциями:

2(СаО•А1₂О₃)+ 10Н₂0=2СаО • А1₂О₃ • 7Н₂О+А1₂О₃ • 3Н₂О;

2(5СаО•3А1₂О₃)+38Н₂О=5(2СаО•А1₂О₃•7Н₂О)+А1₂О₃•3Н₂О.

При этом сначала растворяются продукты реакции, а затем образуется коллоидная фаза, которая постепенно принимает вид тонкозернистой массы. Мельчайшие кристаллики 2СаО • А1₂О₃ • 7Н₂О в гелеобразной массе А1₂О₃•3Н₂0 быстро увеличиваются в размерах, образуя кристаллический сросток 2СаО • А1₂О₃ • 7Н₂0, и цемент твердеет.

Высокоглиноземистый цемент имеет более высокую температуру плавления, чем портландцемент, однако следует иметь в виду, что при его добавлении в набивные массы он снижает их огнеупорность. Так, огнеупорность шамотной массы (наполнитель — шамот с 36 % А1₂О₃) в зависимости от количества добавки цемента снижается [55], как это показано в табл. 36.

Таблица 36

Огнеупорность шамотной набивной массы в зависимости от содержания цемента