Огнеупорен материал: видове, свойства, приложение

Технологичните процеси на производство, както и експлоатацията на термичните агрегати често предполагат използването на огнеупорни материали. Необходимостта от такова решение се дължи на изискванията за изолиране и защита на целевите обекти. Обикновено се използват специални материали на основата на минерални суровини. Използването на огнеупорни изделия, снабдени с достатъчни свойства на температурна устойчивост, които се регулират от нормативни актове.

Основни свойства и характеристики на огнеупорите

Целият комплекс от физически качества на материала се разглежда от гледна точка на поведението му под въздействието на високи температури. Огнеупорността е ключово свойство, което определя ефективността на даден продукт. Тя се изразява в температурна прагова стойност, при достигане на която започва процесът на деформация. Минималната стойност за материали от този тип е 1580 ° C. За супер-огнеупорни материали, тази стойност превишава 3000 ° C. Отчита се и свойството на деформация при натоварване. Той показва механичната цялост на продукта, който е повлиян от високите температури. Съгласно тази характеристика огнеупорният материал за пещите се изпитва, което изпитва напрежение на натиск. Механичното съпротивление се изчислява въз основа на зависимостта на процесите на смяна на структурата от температурното натоварване. Освен термичната устойчивост е важна и химическата защита. Тъй като огнеупорните материали в различни работни условия трябва да бъдат в контакт с агресивни химически среди, способността да се противодейства на този вид разрушаване също се оценява първоначално. Специалистите, по-специално, отделят материали, които могат да останат стабилни, когато са изложени на киселинни вещества, редуциращи газове и шлаки.

Класификация по форма на доставка

За улесняване на използването на огнеупорни материали, производителите първоначално им дават определена форма, но има и цяла група неформовани продукти. Стандартизирането на формовани огнеупорни материали включва производството на традиционни плочки и листов продукт. Такива видове се използват при техническото поддържане на стени, тавани, конструкции и др. Такива продукти се изработват с очакването на високоспециализирани приложни задачи. Например, в състава на термичните единици, изолационните компоненти на оборудването, в пещите и двигателите. От своя страна огнеупорните листови материали имат универсална цел и по-често се използват за изолиране на промишлени помещения. Що се отнася до неформените продукти, те се използват като пълнители. Като правило това са насипни материали, които запълват предварително подготвени технологични ниши.

Класификация по състав

Независимо от размера и форм-фактора, огнеупорът трябва ефективно да изпълнява основната задача под формата на термична защита. Качеството на тази функция зависи вече от характеристиките на структурата на материала за производство. Така че има групи от алумосиликатни, безкислородни и влакнести огнеупорни материали. Използват се суровини за алумосиликатен материал силициеви оксиди и алуминий. При производството на безкислородни термични изолатори се използват съответно компоненти, които не съдържат кислородни съединения. Такива елементи включват сулфиди, силициди, нитриди, карбиди и др. На основата на специални синтетични вещества се изработват влакнести изолатори. Тази категория е широко представена от огнеупорни листови материали, образувани от поликристални или високоалуминиеви частици. Като модификатор, понякога се добавя циркониев оксид към състава на преформите на влакната.

Класификация на въглеродните огнеупорни материали

Това е отделна група изолационни материали, които се комбинират с използване на свободен въглерод. Най-често срещаните в това семейство са блоковете с графит или въглища, изработени от термоантрацити и смес от кокс. Технолозите използват каменовъглен катран и битум, за да осигурят свързване между компонентите. Графитните материали, направени вече от нефтен кокс, са сходни по характер с тези продукти. Този изолатор има графитна структура и ниско съдържание на пепел, а температурата на изпичане е 2000 ° C. По-технологично сложен пирограф. Това е огнеупорен материал, чието производство се осъществява по време на разлагането на съдържащи въглерод газови смеси. Освен това, в допълнение към горните компоненти на въглеродните термични изолатори, производителите често използват материали като шамот, корунд, активиращи пасти и суспензии.

Огнеупорни материали

Това са специализирани огнеупорни материали, предназначени за облицоване на пещи. Външно, такъв продукт може да бъде представен в различни форми. Стандартът се счита за една и съща огнеупорна плоча, но може да има и други вариации - зависи от конструкцията на определена пещ, както и от параметрите на заготовката. В основата на състава са алумосиликатни компоненти. В процеса на изпичане при повишени температури се образува първичен шамот, който след това се натрошава и допълва с разтвор от глина и вода.

Свойствата на шамот включват не само издържане на екстремни температури, но и безвредност на контакта с техническите елементи на котлите и котлите. Тъй като много огнеупорни материали за поддържане на изолационната функция са снабдени със специални химически елементи, те не се препоръчват да се използват в условия на пряко взаимодействие с определени метали. На свой ред, шамотният материал на базата на шамот е безопасен за материалите на горивните камери и за изолацията на облицовките.

Периклаз рефрактерен

Такива изолатори също се наричат ​​магнезий, тъй като основата на състава е магнезиев сулфат. Те се получават в резултат на неизпечена технологична операция. И ако в предишния случай, шамот може да бъде представен като огнеупорна глина, тогава периклазът е предимно метализиран продукт. Често се използва като част от сплавта, на която се основава обшивката на пещта. Заедно с магнезиевия компонент в такъв комплекс могат да бъдат включени стомана, мед и никел.

Има и вид периклаз-въглероден термоустойчив изолатори, които се основават на прах. Огнеупорна плоча, направена на базата на периклазови компоненти, по-специално, може да съдържа около 25% графит и фенолно прахово свързващо вещество. Този тип се използва за защита на повърхности на електродъгови пещи и агрегати, работещи с газови смеси. Също така се практикува комбинираното използване на периклаз и шамотни изолатори като част от една структура.

Огнеупорно стъкло

Уникалността на този материал се състои в това, че е в различни видове, включени в почти всички видове огнеупорни материали. Например, водното стъкло може да се разглежда като топим изолатор при проектирането на пещи и котли, заедно с метализирани плочи. Влакнестите огнеупорни стъкла могат да бъдат част от алуминиеви изолатори. Структурната гъвкавост на материала определя гъвкавостта. Такова стъкло често се използва в случаите, когато е необходимо да се произвежда не само техническа, но и декоративна защита.

Масивни огнеупорни материали

По същество, това са прахообразни продукти, които не се подлагат на специално формоване. Те не трябва да се топи или сглобяват, за да се получат специфични размери. Най-популярният вид представяне на групата на изолатора в насипно състояние е огнеупорна смес, но има и други вариации. Сред тях са суспензии, бучки, прахове и пасти. В зависимост от консистенцията, тя може да бъде полу-суха или суха и пластмасови материали.

По отношение на използването, насипните изолатори се използват като пълнители. Неформована огнеупорна смес, например, е включена в структурата на изолационната защита на стоманеното оборудване. По този начин отделните части са защитени от топлинни щети. отворени пещи и стоманени кофи. Melkofraktsionnye насипни огнеупори се използват в сградите на измервателни уреди.

Пожарна глина

Индустриалната термична защита на основата на глинени материали принадлежи към групата на шамотните изолатори. Но в този случай акцентът е върху балансирана комбинация от химични елементи, сред които могат да бъдат оксиди, кварц, алуминиева керамика и др. Съчетавайки нивата на калций, натрий и магнезий, инженерът може да получи огнеупорен материал с различни технически и експлоатационни характеристики. Например, абсорбцията на вода може да бъде 5-15%, а огнеупорността достига 2000 ° С. С размер на зърното 2 mm, потребителят може да разчита на защита на зидария от 30 блока с 20-килограмов пакет глина. Това, което е важно, огнеупорите от този тип се изсушават бързо, което позволява пещите и котлите да бъдат пуснати в експлоатация възможно най-скоро след ремонта.

Огнеупорно приложение

Естеството на приложението се определя от набора от свойства и формата на конкретния продукт. Повечето огнеупорни материали са ориентирани към облицовка на пещи и котелни конструкции. Това ви позволява да увеличите живота на уреда като цяло или отделна негова част. Използвайте такива материали при производството на облекло. Тук можем да отбележим огнеупора на брезента, който също се отличава с устойчивост на износване и издръжливост. Изработват ръкавици, престилки и други облекла за промишлеността и строителството. В по-тесни отрасли, например в гореспоменатия инструмент, могат да се използват както праховите, така и формовъчните продукти. Те служат не само за защита на елементите на устройството от повишена температура, но и за регулиране на топлинния режим в съответствие с изискванията за условията на използване на устройството.

заключение

Огнеупорни средства в съвременната форма са надарени с много допълнителни качества. Въпреки това, те не трябва да се считат за пълна защита в случай на пожар. Първо, стандартните огнеупорни материали по техническите си параметри не разчитат на такива задачи. Второ, не е целесъобразно да се използва подобно качество и от икономическа гледна точка. За противодействие на огъня има и други видове изолатори, а огнеупорите все още се фокусират върху местното и целенасочено създаване на бариера за специфичен термичен ефект.