Классификация огнеупоров

Огнеупоры – это многокомпонентные соединения, которые изготавливают по следующей технологической схеме:

1) подготовка исходных материалов, целью которой является очистка от вредных примесей и получение путем обжига устойчивых соединений, их измельчение и сортировка;

2) приготовление исходной шихты, заключающееся в перемешивании определенных количеств исходных компонентов и увлажнение смеси;

3) формовка изделий;

4) сушка изделий, которая производится медленно с целью равномерного удаления гигроскопической влаги по всей толщине изделия до влажности 1…1,5 %. Наличие небольшой влажности необходимо для сохранения прочности изделия;

5) обжиг изделий – это наиболее ответственная операция в производстве огнеупоров. Основной целью обжига является получение твердого кристаллического тела. Большинство изделий обжигают в специальных печах.

В процессе обжига происходит расплавление связующих соединений и шлакование ими основных соединений, их растворение в полужидкой фазе и перекристаллизация с образованием новых прочно сросшихся кристаллов.

В зависимости от условий работы изделия из огнеупоров должны быть прочными, иметь высокую температуру плавления, не разрушаться при резких изменениях температуры, не взаимодействовать со шлаками и газами, иметь нужную теплопроводность, точные размеры и требуемую форму. Многочисленность требований и сложность их выполнения обусловили создание большого числа различных огнеупоров. Это определило необходимость классификации огнеупоров.

В настоящее время огнеупоры делят на огнеупорные формованные изделия (имеющие определённую геометрическую форму, размеры) и неформованные.

Огнеупоры также классифицируют по общим и специальным признакам. К общим классификационным признакам относят огнеупорность, химико-минеральный состав, пористость, область применения.

По огнеупорности огнеупоры делят на три вида: огнеупоры средней огнеупорности с огнеупорностью от 1580 до 1770 °С; высокой огнеупорности с огнеупорностью свыше 1770 до 2000 °С; и высшей огнеупорности с огнеупорностью более 2000 °С [7].

В зависимости от пористости огнеупоры подразделяют на особоплотные (до 3 % открытой пористости), высокоплотные (свыше 3 до 10 %), повышенноплотные (свыше 10 до 16 %), уплотнённые (свыше 16 до 20 %), среднеплотные (свыше 20 до 30 %), низкоплотные (свыше 30 % при общей пористости менее 45 %), высокопористые (от 45 до 75 % общей пористости), ультрапористые (свыше 75 % общей пористости). Огнеупоры с общей пористостью менее 45 % объединяют под общим названием «плотные», от 45 % и выше – под общим названием «теплоизоляционные».

В зависимости от области применения огнеупоры делятся на огнеупоры общего назначения и для определённых тепловых агрегатов и устройств.

Огнеупорные изделия также классифицируют по специальным признакам.

По способу изготовления огнеупоры делят на:

1) изделия пластичноформованные, изготовленные из масс в пластичном состоянии методом машинной формовки или прессованием на механических или других прессах;

2) сухоформованные, изготовленные из полусухих или сухих порошкообразных масс методами механического, гидравлического прессования, вибропрессования и т.п.;

3) изделия, изготовленные литьём из текучих масс;

4) термопластичнопрессованные, изготовленные методом прессования из масс с применением термопластичных добавок (парафина, воска и др.);

5) горячепрессованные, изготовленные горячим прессованием из нагретых до термопластичного состояния огнеупорных масс;

6) изделия плавленолитые, изготовленные литьём из расплавов;

7) изготовленные методом механической обработки из естественных горных пород или плавленых блоков.

В зависимости от термической обработки огнеупоры подразделяют на:

1) обожженные, подвергнутые спеканию в процессе обжига;

2) безобжиговые, состоящие из огнеупорных компонентов и связки, приобретающие заданные свойства при сушке, а в ряде случаев при нагреве до 250…400 °С;

3) горячепрессованные, подвергнутые спеканию в процессе прессования;

4) затвердевшие из расплава.

По форме и размерам огнеупорные изделия делят на:

1) нормальных размеров прямые (например, 230×114×65 мм) и клиновидные (например, 230×114×65 / 45 мм);

2) фасонные простые, сложные и особосложные;

3) блочные массой от 10 до 1000 кг;

4) крупноблочные массой более 1000 кг [8].

По химико-минеральному составу огнеупоры делятся на следующие типы:

1) кремнеземистые;

2) алюмосиликатные;

3) магнезиальные;

4) магнезиально-известковые;

5) магнезиально-шпинелидные;

6) магнезиально-силикатные;

7) углеродистые;

8) карбидкремниевые;

9) цирконистые;

10) окисные;

11) бескислородные.

В свою очередь каждый из типов включает в себя несколько групп.