Министерство образования Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра теплофизики
и промышленной экологии
Лабораторный практикум по дисциплинам «Огнеупорные материалы» и «Теплотехника». Специальности: «Металлургия черных металлов» (110100), «Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей» (110300)
О 38
кандидат технических наук, доцент,
зав. кафедрой металлургии чугуна СибГИУ
В.А. Долинский
О 38 Огнеупоры: Лабораторный практикум по дисциплинам:
«Огнеупорные материалы» и «Теплотехника» /Сост.
Павловец В.М.: СибГИУ. – Новокузнецк, 2003 - 23 с.
Приведена классификация огнеупоров по химико-минералогическому составу, даны основные свойства огнеупоров и теплоизоляторов, изложен порядок выполнения работ, представлены вопросы для самопроверки и библиографический список.
Предназначены для студентов специальностей: «Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей» (110300) и «Металлургия черных металлов» (110100)
ВВЕДЕНИЕ
Без огнеупоров нет другого практически приемлемого способа ограничить распространение тепла в окружающую среду и поддерживать длительное время высокие температуры в теплотехнических агрегатах. Огнеупорные материалы применяют почти во всех отраслях производства. В промышленных печах их используют как высокотемпературные теплоизоляторы. В других случаях (насадки регенераторов, рекуператоров и др.) огнеупоры должны обладать высокой теплопроводностью. Они могут применяться при больших температурах и как проводники электрического тока, и как электроизоляторы. Применяют их в областях новой техники, атомной промышленности и ракетостроении. Развитие новых способов получения электрической энергии в гидродинамических генераторах и в тепловых устройствах также в значительной мере определяется качеством огнеупоров.
Огнеупоры играют служебную, вспомогательную роль при производстве стали, цемента, металлопродукции и т.п. Поэтому чем меньше их расход на единицу продукции (в черной металлургии на тонну стали), тем производство продукции более эффективно, а задача огнеупорной промышленности заключается не в увеличении производства, а в повышении качества изделий. Важной задачей при проектировании металлургических печей является правильный выбор огнеупоров для футеровки, так как от него зависит долговечность, эффективность работы и производительность теплотехнических агрегатов.
СВОЙСТВА ОГНЕУПОРНЫХ И ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ
Огнеупорами называют неметаллические материалы, способные выдерживать воздействие высоких температур, расплавленных металлов и шлаков, агрессивных газов без разрушения с огнеупорностью не ниже 1580 ОС. По действующему ГОСТу установлены четыре общих классификационных признака огнеупоров: химикоминералогический состав, огнеупорность, пористость и область применения.
По химикоминералогическому составу огнеупоры делят на типы: кремнеземистые, алюмосиликатные, глиноземистые, глиноземоизвестковые, высокоглиноземистые, магнезиальноизвестковые, известковые, магнезиальношпинелидные, магнезиальносиликатные, хромистые, цирконистые, оксидные, углеродистые, карбидкремниевые и бескислородные.
По огнеупорности огнеупоры делят на группы средней огнеупорности (1580-1770 ОС), высокой (1770 – 2000 ОС) и высшей (более 2000 ОС)
В зависимости от пористости различают особо плотные (открытая пористость до 3 %), высокоплотные (3-10 %), плотные (10-16 %), уплотненные (16-20 %), среднеплотные (20-30 %), низкоплотные (30-45 %), высокопористые (45-75 %) и ультрапористые (более 75 %). Последние две группы называют теплоизоляционными.
Выбор огнеупоров определяется условиями службы и показателями качества материалов. Огнеупоры и теплоизоляторы характеризуются несколькими десятками свойств и показателей. Однако важнейшие параметры нормируются ГОСТами и ТУ.
Огнеупорностью называют температуру, при которой образец стандартных размеров в ходе нагрева потеряет форму и вершиной коснется основания. Температура, при которой огнеупоры нормально эксплуатируются, как правило, ниже огнеупорности на 150-250 ОС.
По химическому составу, являющемуся основой выбора огнеупоров, определяется минимум главных химических компонентов и максимальное допустимое содержание примесей.
Открытая пористость имеет существенное значение при воздействии на огнеупоры жидких и газообразных агрессивных сред. Для печей применяются плотные (с пористостью 18-25 %) огнеупоры, но в ряде случаев более пористые материалы обладают повышенной термостойкостью, газопроницаемостью и лучшими теплоизоляционными свойствами. Плотность нормируется в основном для кремнеземистых огнеупоров.
Предел прочности при сжатии огнеупоров колеблется от 10 до 70 Н/мм2). При этом нормируется дополнительная усадка (рост), которая при 1450 ОС обычно составляет не более десятых долей процента. Температура начала размягчения под нагрузкой огнеупоров имеет наиболее важное значение в тех случаях, когда срок службы длителен, а статические нагрузки на изделие велики.
Термостойкостью называют способность огнеупоров выдерживать резкие колебания температур в процессе нагрева и охлаждения без разрушения. Она определяется по стандарту путем одностороннего нагрева кирпичей при 1300 ОС и последующего охлаждения в воде (воздухе по требованию ТУ) по количеству теплосмен, при которых теряется не более 20 % массы образцов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
