Огнеупорные материалы

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Огнеупорные материалы (огнеупоры) — это материалы, изготавливаемые на основе минерального сырья и отличающиеся способностью сохранять без существенных нарушений свои функциональные свойства в разнообразных условиях службы при высоких температурах. Применяются для проведения металлургических процессов (плавка, отжиг, обжиг, испарение и дистилляция), конструирования печей, высокотемпературных агрегатов (реакторы, двигатели, конструкционные элементы и др). Огнеупоры бывшие в употреблении называются огнеупорным ломом и используются в переработке.

Большинство огнеупорных изделий выпускают в виде простых изделий типа прямоугольного параллелепипеда массой в несколько килограммов. Это универсальная форма для выполнения футеровки различной конфигурации. На сегодня в огнеупорной промышленности происходит уменьшение выпуска огнеупоров в виде простых изделий и соответствующее увеличение производства огнеупорных бетонов и масс.

Огнеупорные материалы отличаются повышенной прочностью при высоких температурах, химической инертностью. По составу огнеупорные материалы это керамические смеси тугоплавких оксидов, силикатов, карбидов, нитридов, боридов. В качестве огнеупорного материала применяется углерод (кокс, графит). В основном это неметаллические материалы, обладающие огнеупорностью не ниже 1580°C, применяются практически везде где требуется ведение какого-либо процесса при высоких температурах.

История[править | править вики-текст]

Ещё на заре человеческой культуры с получением огня появилась необходимость в огнеупорных материалах. В результате тысячелетий развития человеческого общества и его культуры огнеупорные материалы стали основой современных доменных, сталеплавильных, медеплавильных, цементно-обжигательных, стекловаренных и других печей.

Огнеупоры в виде кирпичей, изготовляемых из огнеупорных глин и каолинов, стали производить после появления доменных печей. В России — приблизительно в середине XVII века. При Петре I значительное количество такого кирпича делали из подмосковных глин. На протяжении первой половины XIX вв. производство огнеупоров развивалось преимущественно на металлургических заводах, будучи дополнением к общей направленности. Конечно, это пагубно влияло на производство, так как затормаживало работу и распыляло промышленный потенциал, однако из-за аграрной направленности страны эта проблема не решалась в течение долгого времени. Промышленная Европа, претерпевшая к XIX веку индустриальный переворот, имела в своём распоряжении вовсю работающие огнеупорные заводы, основанные ещё в период Наполеоновских войн. По данным БСЭ, первое специализированное производство огнеупоров было организовано в Германии в 1810 году.

С резким развитием промышленности и выдвижением класса буржуазии на решающие политические и общественные роли, Российская империя интересуется уже не кустарным производством огнеупорных материалов, а специализированной ветвью, которая должна быть основой огнеупорной промышленности. Первыми шагами в данном вопросе стало создание первых заводов: Белокаменский огнеупорный завод в Брянцевке (ныне г. Соледар) (1893 г.) и огнеупорный завод в Латной (1897 г.) имеющие узкую огнеупорную специализацию.

Производство огнеупоров в бывшем Советском Союзе сосредоточено в трёх основных промышленных районах: Южном (Белокаменка, Часов Яр), Центральном (Подольск) и Уральском (Первоуральск, Богданович).

На сегодняшний момент, наличие огнеупорной промышленности и качество огнеупоров в той или иной стране характеризует степень её индустриализации. Из более 212 стран мира, огнеупорная промышленность имеется только в 35 странах. Более половины мирового производства приходится на долю СНГ и США.

Классификация[править | править вики-текст]

Огнеупорные материалы бывают штучными изделиями (блоками) и неформованными. К последним относят наварочные материалы, мертели, засыпки и другие специальные набивные и формуемые массы, в том числе применяемые для производства огнеупорных бетонов и торкретирования.

Огнеупоры разделяют по следующим признакам:

Классификация по формам и размерам[править | править вики-текст]

  • прямые и клиновые нормальных размеров, малого и большого форматов;
  • фасонные простые, сложные, особо сложные, крупноблочные, массой выше 60 кг
  • специальные: промышленного и лабораторного назначения (тигли, трубки и т.д.)

Классификация по способу формования[править | править вики-текст]

  • пиленые из естественных горных пород или из предварительно изготовленных блоков;
  • литые, изготовленные способом литья из жидкого шликера, пеношликера и т.д.;
  • пластичного формования, изготовленные из масс в пластичном состоянии машинной формовкой, с последующей допрессовкой;
  • полусухого формования из порошков;
  • плавленные литые из расплава, получаемого путём электроплавки;
  • термопластичнопрессованные;
  • горячепресованные;

Классификация по огнеупорности[править | править вики-текст]

  • огнеупорные (огнеупорность от 1580 до 1770 °C)
  • высокоогнеупорные (от 1770 до 2000 °C)
  • высшей огнеупорности (от 2000 °C до 3000 °C)
  • сверхогнеупорные (более 3000 °C)

Классификация по пористости[править | править вики-текст]

  • особоплотные (открытая пористость до 3 %)
  • высокоплотные (открытая пористость от 3 до 10 %)
  • плотные (открытая пористость от 10 до 16 %)
  • уплотненные (открытая пористость от 16 до 20 %)
  • среднеплотные (открытая пористость от 20 до 30 %)
  • низкоплотные (пористость от 30 % до 45 %)
  • высокопористые (общая пористость от 45 до 75 %)
  • ультрапористые (общая пористость более 75 %)

Классификация по химико-минеральному составу[править | править вики-текст]

Следует различать кислые, нейтральные и основные огнеупоры. Более детальная классификация производится по их химическому составу:

Область применения[править | править вики-текст]

Огнеупоры имеют очень много областей применения, но всех их можно разбить на две основные группы, это огнеупоры (огнеупорные изделия, например, кирпич) общего назначения, и огнеупоры, спроектированные специально для какого-либо теплового агрегата. Огнеупорные материалы применяются в металлургической, стекольной, сахарной, машиностроительной, химической промышленности, а также во всех других отраслях, где проходит работа с применением доменных, шахтных и вращающихся печей.

Ссылки[править | править вики-текст]

  • Стрелов К.К., Мамыкин П.С. Технология огнеупоров
  • Кащеев И.Д. Свойства и применение огнеупоров