|
|
Вогнетривкі бетони і розчини
Вогнетривкі бетони. Їх готують із трьох складових: цементу (портландцементу, глиноземистого), заповнювача та води. Глиноземистий цемент складається з 45-55% А12О3, 35-48%СаО; 7-8% SiO2 і до 5,5% інших окислів. Такий цемент використовують для бетонів, що працюють при температурах 900- 1300 ° С, для більш високих температур-високоглиноземистий цемент, що містить до 60-70% А12О3. Заповнювачами слугують вогнетривкі матеріали. При 900-1300°С використовують шамот, при 1300-1500°С-хромомагнезит. Для більш вогнетривких бетонів застосовують високоглиноземисті заповнювачі. Глиноземистий цемент, реагуючи з водою твердне і зв'язує всю масу в єдине ціле. При нагріванні від 400 до 900 ° С міцність бетону знижується внаслідок процесів дегідратації. При 900-1000 ° С в бетоні утворюється рідка фаза, сприяє процесу відпалу та підвищенню його міцності. В результаті відпалу між зернами вогнетривкого заповнювача утворюються вогнетривкі з'єднання та інші, що цементують всю масу бетону. Вогнетривкими розчинами заповнюють шви між окремими цеглинами або фасонними виробами. Хімічний склад і властивості розчинів повинні бути якомога більш схожими з складом і властивостями матеріалу цеглин. При розігріві печі масу розчинів сушать і обпалюють, утворюючи твердий черепок, спечений з поверхнею цегли. При цьому кладка печі утворює суцільний спечений моноліт. Випускають готові склади розчинів, що називаються МЕРТЕЛЬ. Застосовують розчини, що тверднуть при низьких температурах і називаються повітряно-твердіючими розчинами. До їх складу входить рідке скло. вони підвищують міцність і газощільність кладки. При футеруванні печі прагнуть до отримання шва мінімальної товщини. Це особливо важливо для плавильних печей, де товщину шва ретельно контролюють.
Теплоізоляційні матеріали.
Будь-яку піч футерують з матеріалів двох видів - вогнетривких і теплоізоляційних. Вогнетривкі матеріали добре протистоять дії високих температур, металів, шлаків і т. д., але, як правило, мають високий коефіцієнт теплопровідності. Теплоізоляційні матеріали мають низьку теплопровідність, але не витримують впливу високих температур, металу, шлаків і т. Д. Температура застосування теплоізоляційних матеріалів не перевищує 900 ° С. Футеровку печі конструюють таким чином: - щоб перший шар-робочий простір було викладено вогнетривкими матеріалами, - другий-теплоізоляційними матеріалами. Часто теплоізоляційні матеріали наносять і на зовнішні стіни каркасів печей, сушил, топок і т. Д. Ці матеріали застосовують у вигляді формованих виробів, засипок, мастик. Їх поділяють на природні та штучні. До природних відносять діатоміт, перліт, азбест і ін., До штучних діатомітова цегла, асбоцемент, совеліт, шлакову і скляну вату, ізвестковокремнеземисті плити та ін. Діатоміт -це природний матеріал, що представляє собою залишки панцирних мікроорганізмів. У природному вигляді застосовують у вигляді засипок і обмазок. Служить вихідним матеріалом для виробництва діатомітової цегли. Діатомітовий цеглу виготовляють формуванням діатомітового порошку з глиною з подальшим відпалюванням.Використовують до температури 900 ° С для кладки зовнішнього шару ізоляції стін і склепінь. Перліти є новим видом цінної природної сировини. Це кисла вулканічна порода, в основному складається з скла. При нагріванні до 1000-1200 ° С перліт переходить в пластичний, в'язкий стан і швидко спучується, збільшуючись в об'ємі в 10-15 разів. На основі спученого перлітового піску виготовляють теплоізоляційні вироби, придатні для служби при температурі до 900 ° С. Азбест-природний мінерал волокнистої будови, застосовується у вигляді листового картону, шнура і засипки. азбестовий картон виготовляють з 80% азбесту і 20% вогнетривкої глини. Товщина листа 1-6 мм. Азбестовий шнур і азбестове полотно отримують з довговолокнистих сортів азбесту. Асбоцемент готують із суміші азбесту і портландцементу. Володіє задовільною міцністю, добре обробляється різанням. Поряд з теплоізоляційними властивостями він володіє і електроізоляційними. Всі азбестові матеріали застосовують до 450 ° С. Совеліт виготовляють із суміші доломіту і азбесту. Застосовують до 500 ° С для зовнішньої ізоляції у вигляді плит, засипок і мастик. Шлакова вата являє собою пухкий матеріал з хаотично розташованих ниток металургійного шлаку. Шлакову вату отримують роздуванням струменя шлаку струменем пари або стиснутого повітря. Внаслідок високої пористості і мінерального складу шлаковая вата має теплоізоляційні властивості і досить високу вогнетривкість. Її застосовують у вихідному вигляді, а також у вигляді виробів: войлока, плит і т. д. -до температури 600 ° С. Скляну вату отримують витягуванням з розплавленого скла. Вапняно-кремнеземисті плити виготовляють з вапна, кремнеземистого матеріалу і 'азбесту приготуванням з цих компонентів тонкодисперсної гідромаси, заливки її у форми, запарки і сушки в автоклавах. Температура застосування виробів до 600 ° С.
Контрольні запитання: 1. Як класифікують вогнетривкі матеріали? 2. Які ви знаєте фізичні і робочі властивості вогнетривких матеріалів? 3. Які існують природні кремнеземисті матеріали? 4. Які кварцити найчастіше застосовують в ливарних цехах? 5. Що можна виготовляти із кварцитів? 6. Які вогнетривкі матеріали відносять до алюмосилікатних? 7. Які вогнетривкі матеріали називають шамотними? 8. Де застосовують високоглинеземисті вогнетривкі матеріали? 9. Які вогнетривкі матеріали відносять до магнезіальних? 10. Які вогнетривкі матеріали називають магнезитовими? Їх характеристика.* 11. Що є сировиною для виготовлення доломітових вогнетривких матеріалів? У якому вигляді їх випускають? 12. Які вогнетривкі матеріали відносять до хромистих? 13. Що є сировиною для виготовлення хромистих вогнетривких матеріалів? 14. Яка вогнетривкість карбідних вогнетривких матеріалів? 15. Чим характеризуються легковагові вогнетривкі матеріали? 16. З яких матеріалів готують вогнетривкі бетони? 17. З якою метою застосовують вогнетривкі розчини? 18. З яких матеріалів складається футерування печі? 19. Яким чином конструюють футерування печі? 20. Які ви знаєте теплоізоляційні матеріали?
Література: 1, с. 65-82., 2, с. 115-121.
Тема 5.2 Будівельні елементи печей План
1 Метали і сплави 2 Будівельні матеріали
Метали і сплави.
При спорудженні печей і сушил використовують різні метали і сплави. Пічні конструкції, що знаходяться в зоні дії високих температур і агресивних середовищ, виготовляють зі спеціальних металів і сплавів. Звичайний сталевий прокат різних марок застосовують до температур 300-350 ° С З нього отримують каркаси печей та сушил, різні механізми, розташовані поза робочого простору печі. Так, каркаси індукційних канальних печей виготовляють з низьковуглецевої сталі з 0,12-0,2% С, 0,05% Si, 0,4-0,7% Mn. Ця сталь добре зварюється і не втрачає механічних властивостей протягом тривалого часу при впливі підвищених температур. Обод, за яким бочкоподібний каркас печі перекочується по роликам, виконують зі сталі з 0,02% С, 0,05% Si, 1-1,6% Mn. Магнітопроводи індукційних печей отримують з листової електротехнічної сталі Э330, що містить 2,8-3,5% Si, товщина листа 0,35. Котушки індукторів індукційних печей набирають з профільованих трубок, виготовлених з міді M1, всередині яких протікає охолоджуюча вода. Пальникові і форсункові пристрої, як правило, виконують зі звичайної сталі і чавуну. При температурі вище 350-500 ° С застосовують жаротривкі метали і сплави. Жаротривким називають сталі і сплави, що зберігають достатню механічну міцність і окалиностійкість при високих температурах. Жаротривкі сталі і сплави містять значну кількість хрому і нікелю, а також добавки алюмінію, титану, вольфраму і т. д. Ці сталі промисловість випускає у вигляді прокату: листа, труб, штанг і т. д. Крім того, застосовують литі деталі з жаротривких сплавів. Із жаротривких сплавів виготовляють піддони, направляючі, конвеєрні стрічки, муфелі, деталі завантажувальних, розвантажувальних механізмів та від'ємних індукційних канальних одиниць і т. д. Наприклад, водоохолоджувані сорочки від'ємних індукційних канальних одиниць зварюють з гарячекатаного листа. Жаротривкі метали і сплави повинні добре зварюватись і оброблятися різанням, а також володіти стабільністю структури в процесі експлуатації. Метали і сплави для нагрівальних елементів опору. Нагрівальні елементи опору виготовляють з жаростійких сплавів і металів з високими температурою плавлення, жаростойкостью, питомим електричним опором, досить високою механічною міцністю, які забезпечують відсутність деформації нагрівача при високих температурах. Нагрівальні елементи повинні протистояти впливу пічних атмосфер. Вони також повинні бути пластичними, добре зварюватись і не втрачати цих властивостей після багаторазових нагрівів до робочої температури, щоб їх можна було ремонтувати в процесі експлуатації. Сплави для виготовлення нагрівальних елементів опору за їх хімічним складом ділять на нікельхромі (ніхроми), нікельхромові, леговані алюмінієм, хромонікелеві на основі заліза і залізохромоалюмінієві. Їх готують у вигляді дроту і стрічки. Ніхроми є сплавами нікелю та хрому. Ніхроми найбільш поширені, їх застосовують в печах до 1100 ° С Вони пластичні, добре зварюються після багаторазових нагрівів, протистоять дії ендо- і екзо- газу, але нсичуються вуглецем і руйнуються в цементуючій газовій атмосфері. Залізохромоалюмінієві сплави застосовують при температурах до 1200-1300 ° С До їх складу крім хрому і нікелю входить 3,5-5,8% АІ. Нагрівачі з них зностойкі при 1200-1300° С, але з плином часу стають крихкими, внаслідок чого їх ремонт в процесі експлуатації неможливий. Характеристика сплавів для елементів опору.
Зі сплаву, що складається з 20% Сг і 80% Ni, відливають секції жолобчастих нагрівачів, а потім зварюють один з одним. У вакуумних печах для нагрівальних елементів опору і теплоізоляційних екранів використовують вольфрам (температура плавлення 3380° С), молібден (2610° С), тантал (2996° С), ніобій (2468° С) і Др.
Будівельні матеріали
Червона цегла – використовують для будівництва фундаментів димоходів при температурі 600°С. Біла силікатна цегла – димоходи, димові труби і т.д. Гідроізоляційні матеріали, руберойд і т.д. Дерево – в конструкції невеликих тигельних індукційних печей.
Контрольні запитання: 1. До яких температур застосовують звичайний сталевий прокат? Що з нього отримують? 2. Які сталі називають жаротривкими? 3. З яких матеріалів виготовляють нагрівальні елементи опору? Якими властивостями вони повинні володіти? 4. Де застосовують червону цеглу? 5. Який матеріал застосовують для нагрівальних елементів опору у вакуумних печах?
Література: 1, с. 82-86., 2, с.121-125.
|
|
