definicija:
To je nemetalni materijal s vatrostalnošću ne manjom od 1580 stupnjeva, dobrom otpornošću na toplinski udar i kemijsku eroziju, niskom toplinskom vodljivošću i niskim koeficijentom širenja. Vatrostalna otpornost odnosi se na temperaturu u stupnjevima Celzijusa na kojoj je konusni uzorak
vatrostalni materijal može izdržati djelovanje visoke temperature bez omekšavanja i topljenja bez opterećenja. Vatrostalni materijali naširoko se koriste u metalurgiji, kemijskoj industriji, nafti, proizvodnji strojeva, silikatima, energetici i drugim industrijskim područjima. Koriste se u najvećoj količini u metalurškoj industriji, čineći 50%-60% ukupne proizvodnje.
tip:
Postoje mnoge vrste vatrostalnih materijala, koji se obično dijele na obične vatrostalne materijale (1580~1770 stupnjeva), napredne vatrostalne materijale (1770~2000 stupnjeva) i posebne vatrostalne materijale (iznad 2000 stupnjeva) prema njihovoj vatrostalnosti; prema kemijskim svojstvima dijele se na kisele vatrostalne materijale, srednje vatrostalne materijale i srednje vatrostalne materijale. Otporni vatrostalni materijali i alkalni vatrostalni materijali. Osim toga, tu su i vatrostalni materijali za posebne prigode.
Element:
Kiseli vatrostalni materijali sadrže silicijev oksid kao glavnu komponentu, a obično se koriste silikatne opeke i glinene opeke. Silikatne opeke su silikatni proizvodi koji sadrže više od 94% silicijevog oksida. Korištene sirovine uključuju silicijev dioksid, otpadnu silikatnu opeku, itd. Imaju snažnu otpornost na eroziju kisele troske, visoku temperaturu omekšavanja pod opterećenjem, a njihov se volumen ne skuplja ili čak lagano širi nakon ponovljenih kalcinacija; Međutim, osjetljiv je na eroziju alkalnom troskom i ima slabu otpornost na toplinski udar. Silikatne opeke uglavnom se koriste u toplinskoj opremi kao što su koksne peći, peći za taljenje stakla i peći za proizvodnju kiselog čelika. Glinene opeke izrađuju se od vatrostalne gline kao glavne sirovine i sadrže 30% do 46% glinice. Oni su slabo kiseli vatrostalni materijali s dobrom otpornošću na toplinski udar i otpornošću na koroziju na kiselu trosku i široko su korišteni.
Neutralni vatrostalni materijali uglavnom se sastoje od aluminijevog oksida, kromovog oksida ili ugljika. Proizvodi od korunda koji sadrže više od 95% glinice su visokokvalitetni vatrostalni materijali sa širokim rasponom upotrebe. Krom opeke s krom oksidom kao glavnom komponentom imaju dobru otpornost na koroziju na čeličnu trosku, ali imaju slabu otpornost na toplinski udar i nisku temperaturu deformacije pod visokim temperaturnim opterećenjem. Vatrostalni materijali koji sadrže ugljik uključuju ugljične opeke, proizvode od grafita i proizvode od silicij karbida. Imaju nizak koeficijent toplinskog širenja, visoku toplinsku vodljivost, dobru otpornost na toplinske udare, visoku otpornost na visoke temperature i otpornost na eroziju kiselina, lužina i soli, osobito slabih kiselina i lužina. Dobra otpornost, ne mokri se metalom i troskom, mala težina. Naširoko se koristi kao materijal za oblaganje peći na visokim temperaturama, a također se koristi kao obloga autoklava u naftnoj i kemijskoj industriji.
Alkalni vatrostalni materijali sadrže magnezijev oksid i kalcijev oksid kao glavne komponente, a obično se koriste magnezijeve opeke. Magnezitne opeke koje sadrže više od 80% do 85% magnezijevog oksida imaju dobru otpornost na alkalnu trosku i željeznu trosku i imaju veću vatrostalnost od glinenih opeka i silikatnih opeka. Uglavnom se koristi u otvorenim pećima, pretvaračima s kisikom, električnim pećima, opremi za taljenje obojenih metala i nekoj visokotemperaturnoj opremi. Vatrostalni materijali koji se koriste u posebnim prilikama uključuju visokotemperaturne oksidne materijale, kao što su glinica, lantanov oksid, berilijev oksid, kalcijev oksid, cirkonijev oksid, itd., i vatrostalne složene materijale, kao što su karbidi, nitridi, boridi, silicidi i sulfidi. itd.; visokotemperaturni kompozitni materijali uglavnom uključuju kermete, visokotemperaturne anorganske prevlake i keramiku ojačanu vlaknima.
Uobičajeni vatrostalni materijali:
Često korišteni vatrostalni materijali uključuju AZS opeke, korundne opeke, izravno vezane magnezitno-kromne opeke, silicij-karbidne opeke, silicij-nitridno vezane silicij-karbidne opeke i neoksidne vatrostalne materijale kao što su nitridi, silicidi, sulfidi, boridi i karbidi. ;Kalcijev oksid, kromov oksid, aluminijev oksid, magnezijev oksid, berilijev oksid i drugi vatrostalni materijali. Uobičajeno korišteni izolacijski vatrostalni materijali uključuju proizvode od dijatomita, azbestne proizvode, izolacijske ploče itd. Uobičajeno korišteni neoblikovani vatrostalni materijali uključuju materijale za krpanje peći, vatrostalne materijale za nabijanje, vatrostalne betonske ploče, vatrostalnu plastiku, vatrostalni mulj, vatrostalne materijale za točenje, vatrostalne materijale za izbočine, vatrostalne prevlake , lagani vatrostalni lijevani materijali itd.
Vatrostalni materijali otporni na kiseline
Silikatne opeke i glinene opeke koriste se u većim količinama. Silikatne opeke su silikatni proizvodi koji sadrže više od 93% SiO2. Sirovine koje se koriste uključuju silicijev dioksid, otpadnu silikatnu opeku, itd. Silikatne opeke imaju jaku otpornost na kiselu eroziju troske, ali su osjetljive na alkalnu eroziju troske. Njegova temperatura omekšavanja je vrlo visoka, blizu njegove vatrostalnosti. Nakon ponovljenih kalcinacija, njegov volumen se ne smanjuje ili se čak malo širi, ali njegova otpornost na toplinski šok je slaba. Silikatne opeke uglavnom se koriste u toplinskoj opremi kao što su koksne peći, peći za taljenje stakla i peći za proizvodnju kiselog čelika. Glinene opeke sadrže 30%~46% glinice. Kao glavnu sirovinu koriste vatrostalnu glinu. Imaju stupanj vatrostalnosti od 1580~1770 stupnjeva i dobru otpornost na toplinski udar. Oni su slabo kiseli vatrostalni materijali koji su otporni na kiselu trosku i imaju široku primjenu. Trenutno je najproizvođenija vrsta vatrostalnog materijala.
Neutralni vatrostalni materijali
Glavne kristalne faze u proizvodima s visokim udjelom aluminija su mulit i korund. Sadržaj korunda raste s porastom sadržaja glinice. Proizvodi od korunda koji sadrže više od 95% glinice su visokokvalitetni vatrostalni materijali sa širokim rasponom upotrebe. Kromirane opeke uglavnom se izrađuju od kromove rude, a glavna kristalna faza je kromit. Ima dobru otpornost na koroziju na čeličnu trosku, ali slabu otpornost na toplinski udar i nisku temperaturu deformacije pod visokim temperaturnim opterećenjem. Krom-magnezitne opeke izrađene od rude kroma i magnezija u različitim omjerima imaju dobru otpornost na toplinske udare i uglavnom se koriste kao alkalne krovne opeke za otvoreno ognjište.
Proizvodi koji sadrže ugljik još su jedna vrsta neutralnih vatrostalnih materijala. Prema sastavu ugljičnih sirovina i mineralnom sastavu proizvoda, oni se dijele u tri kategorije: karbonske opeke, proizvodi od grafita i proizvodi od silicijevog karbida. Ugljične opeke izrađene su od visokokvalitetnog naftnog koksa kao sirovine, s katranom i asfaltom kao vezivima i pečene su na 1300 stupnjeva u uvjetima zračne izolacije. Proizvodi od grafita (osim prirodnog grafita) izrađeni su od ugljičnih materijala obradom grafitizacije na 2500~2800 stupnjeva u električnoj peći. Proizvodi od silicij-karbida koriste silicij-karbid kao sirovinu, dodaju glinu, silicij-oksid i druga veziva i peku se na 1350~1400 stupnjeva. Silicij karbid i silicij prah također se mogu dodati za izradu proizvoda silicij nitrid-silicijev karbid u električnoj peći pod atmosferom dušika. Proizvodi od ugljika imaju nizak koeficijent toplinske ekspanzije, visoku toplinsku vodljivost, dobru otpornost na toplinske udare i visoku otpornost na visoke temperature. Ne omekšava nakon dugotrajne uporabe na visokim temperaturama, ne nagriza ga nikakva kiselina ili lužina, ima dobru otpornost na soli, ne mokri ga metal i šljaka, lagan je i visokokvalitetan je materijal otporan na visoke temperature. Nedostatak je što lako oksidira na visokim temperaturama i ne smije se koristiti u oksidirajućoj atmosferi. Ugljični proizvodi naširoko se koriste u oblogama visokotemperaturnih peći (dno peći, ložište, donji dio tijela peći itd.) i oblogama peći za taljenje obojenih metala. Proizvodi od grafita mogu se koristiti kao obloge za reakcijske spremnike i petrokemijske autoklave. Proizvodi od silicijevog karbida i grafita također se mogu izraditi u lončiće za taljenje bakra, zlata i lakih legura.
Alkalni vatrostalni materijali
Predstavljaju ga proizvodi s magnezijem. Sadrži više od 80% do 85% magnezijevog oksida, s periklazom kao glavnom kristalnom fazom. Glavne sirovine za proizvodnju magnezitne opeke su magnezit, magnezit iz morske vode (koji se dobiva kalciniranjem magnezijevog hidroksida ekstrahiranog iz morske vode na visokim temperaturama) itd. Ima dobru otpornost na alkalnu trosku i trosku željeza. Talište čistog magnezijevog oksida je čak 2800 stupnjeva. Stoga je vatrostalnost magnezitnih opeka veća od glinenih i silikatnih opeka. Od sredine -1950-og stoljeća, zbog upotrebe konvertora s kisikom za proizvodnju čelika i upotrebe alkalnih vrhova peći s otvorenim ložištima, proizvodnja alkalnih vatrostalnih materijala postupno se povećavala, dok je proizvodnja glinene opeke i silikatne opeke se smanjio. Alkalni vatrostalni materijali uglavnom se koriste u pećima s otvorenim ložištima, pretvaračima s kisikom, električnim pećima, taljenju obojenih metala i nekoj visokotemperaturnoj toplinskoj opremi.
Oksidni materijali kao što su aluminijev oksid, lantanov oksid, berilijev oksid, kalcijev oksid, cirkonijev oksid, uranov oksid, magnezijev oksid, cerijev oksid i torijev oksid imaju talište između 2050 i 3050 stupnjeva.
Vatrostalni složeni materijali kao što su karbidi (silicijev karbid, titanov karbid, tantalov karbid itd.) nitridi (borov nitrid, silicijev nitrid itd.) boridi (cirkonijev borid, titanov borid, hafnijev borid itd.) silicidi (dimolibdenov silicid, itd.) i sulfide (torijev sulfid, cerijev sulfid itd.). Njihove točke taljenja su 2000~3887 stupnjeva, a najvatrostalniji među njima je karbid.
Visokotemperaturni kompozitni materijali kao što su kermeti, visokotemperaturne anorganske prevlake i keramika ojačana vlaknima.
primjena:
Često korišteni posebni materijali uključuju AZS opeke, korundne opeke, izravno spojene magnezitno-kromne opeke, silicij-karbidne opeke, silicij-nitridno vezane silicij-karbidne opeke, nitride, silicide, sulfide, boride, karbide i druge neoksidne vatrostalne materijale; kalcijev oksid, krom-oksid , aluminijev oksid, magnezijev oksid, berilijev oksid i drugi vatrostalni materijali. Uobičajeno korišteni izolacijski vatrostalni materijali uključuju proizvode od dijatomita, azbestne proizvode, izolacijske ploče itd. Uobičajeno korišteni neoblikovani vatrostalni materijali uključuju materijale za krpanje peći, vatrostalne materijale za nabijanje, vatrostalne betonske ploče, vatrostalnu plastiku, vatrostalni mulj, vatrostalne materijale za točenje, vatrostalne materijale za izbočine, vatrostalne prevlake , lagani vatrostalni lijevani materijali, isplaka za topove itd.
izvođenje:
Fizička svojstva vatrostalnih materijala uključuju strukturna svojstva, toplinska svojstva, mehanička svojstva, radnu izvedbu i radnu izvedbu. Strukturna svojstva vatrostalnih materijala uključuju poroznost, volumnu gustoću, upijanje vode, propusnost zraka, raspodjelu veličine pora itd. Toplinska svojstva vatrostalnih materijala uključuju toplinsku vodljivost, koeficijent toplinskog širenja, specifičnu toplinu, toplinski kapacitet, koeficijent toplinske vodljivosti, toplinsku emisiju , itd. Mehanička svojstva vatrostalnih materijala uključuju čvrstoću na pritisak, vlačnu čvrstoću, čvrstoću na savijanje, čvrstoću na uvijanje, čvrstoću na smicanje, čvrstoću na udar, otpornost na trošenje, svojstvo puzanja, čvrstoću lijepljenja, modul elastičnosti itd. Svojstva vatrostalnih materijala uključuju vatrostalnost, temperatura omekšavanja opterećenja, promjena linije spaljivanja, otpornost na toplinski udar, otpornost na trosku, otpornost na kiseline, otpornost na alkalije, otpornost na hidrataciju, otpornost na eroziju CO, vodljivost i otpornost na oksidaciju. čekati.
