Элементы конструктивной схемы теплотехнологического реактора. Огнеупорные материалы и изделия в высокотемпературных теплотехнологических установках, страница 5

Теплопроводность огнеупоров при фиксированной температуре меняется более чем на порядок при переходе от особо-плотного или высокоплотного к ультрапористому изделию того же химического состава. Так, например, у высокоплотного огнеупора из кварцевого стекла теплопроводность при температуре 400 °С приблизительно равна 2,0 Вт/(м'К), а у отдельных ультрапористых изделий из того же стекла и при той же

Таблица 2.1. Классификация огнеупоров по химико-минералогическому составу

температуре—0,04 Вт/(м-К). Наибольшую теплопроводность имеют особоплотные карбидокремниевые огнеупоры, у которых при температуре 400 °С теплопроводность превышает 30 Вт/(м-К); высокую теплопроводность имеют также особо-плотные корундовые [более 12 Вт/(м.К)] и периклазовые [более 16 Вт/(м-К)] огнеупоры.

Химический состав огнеупорного изделия и его пористость влияют также на характер температурной зависимости теплопроводности. У плотных огнеупоров она либо растет с увеличением температуры (у кремнеземистых, полукислых, шамотных, бадделеитовых, бадделеитокорундовых), либо уменьшается (у муллитовых, муллитокорундовых, корундовых, перикла-зовых, периклазохромитовых, периклазошпинелидных, форсте-ритовых, карбидокремниевых, цирконовых), либо остается неизменной в широком интервале температур (у муллитокремне-земистых). У высокопористых и ультрапористых огнеупоров теплопроводность с ростом температуры, как правило, увеличивается.

По уровню огнеупорности различают изделия высшей огнеупорности (t>2000 °С), высокоогнеупорные (1770— -2000 °С) и огнеупорные (tогн== 1580-1770 °С). К первой группе принадлежат все оксидные огнеупоры, а также периклазовые, хромитопериклазовые, угольные, бадделеитовые. Высокоогнеупорными являются муллитокремнеземистые, муллито-вые, форстеритовые, карбидокремнийсодержащие и др. С увеличением пористости изделия его огнеупорность заметно снижается.

Разность между огнеупорностью и температурой начала размягчения для огнеупоров «островной» структуры составляет несколько сот градусов; для огнеупоров «скелетной» структуры она на порядок ниже. Это объясняется тем, что в огнеупорах «островной» структуры отдельные кристаллические зерна огнеупора соединены между собой стекловидной связкой, а в огнеупорах «скелетной» структуры сцеплены друг с другом в единый кристаллический скелет. К огнеупорам «островной» структуры относятся, например, шамотные, у которых огнеупорность 1580—1750, а температура начала размягчения 1250—1400 °С. Примером огнеупоров «скелетной» структуры могут служить динасовые огнеупоры, у которых огнеупорность 1690—1735, а температура начала размягчения 1620—1660 °С.

Высокой термостойкостью обладают алюмосиликатные и глиноземистые огнеупоры (до 50 теплосмен), карбидокремние-вые (до 100 теплосмен). Низкую термостойкость имеют пери-клазовые огнеупоры (1—2 теплосмены), динасовые (1—4 теп-лосмены).

Хорошей шлакоустойчивостью против и кислых, и основных расплавов обладают глиноземистые огнеупоры; динасовые имеют хорошую шлакоустойчивость против кислых и плохую против основных расплавов; у периклазовых огнеупоров—наоборот: хорошая шлакоустойчивость против основных и плохая против кислых расплавов. С увеличением температуры поверхности контакта расплава с огнеупором, его пористости и с интенсификацией механического воздействия на него расплавом шлакоустойчивость огнеупора быстро приближается к нулю. Этим определяется необходимость применения в футеровках плавильных камер только особоплотных огнеупоров или вынужденный переход от неохлаждаемых огнеупорных футеровок к гарниссажным футеровкам.

Большинство огнеупоров имеет повышенную стойкость в окислительной газовой атмосфере; исключением являются углеродистые и карбидокремниевые огнеупоры.

По форме плотные огнеупорные изделия делятся на следующие группы: кирпич прямой, кирпич клиновой, фасонные изделия (простые, сложные, особо сложные). По размерам различают кирпичи малого и большого формата. Теплоизоляционные материалы по форме и внешнему виду подразделяются на штучные (плиты, блоки, кирпичи, цилиндры и т. п.), рулонные (маты), шнуровые (шнуры, эгуты), рыхлые (вата), сыпучие (крошка, песок).