www.mexanik.ru

ВВЕДЕНИЕ

Огнеупоры — материалы и изделия, изготовляемые преимущественно из минерального сырья, обладающие огнеупорностью (способностью противостоять высоким температурам, не расплавляясь) и выдерживающие при высокой температуре строительную нагрузку. Огнеупоры изготавливают в виде изделий, имеющих при выпуске определенную форму (кирпичи, фасонные изделия различной степени сложности, крупноблочные) и неформованных огнеупоров (массы, смеси, мертели, порошки, кусковые материалы и др.).
По действующему ОСТ 14-46—79* установлены четыре общих классификационных признака огнеупоров: химико-минеральный состав, огнеупорность, пористость и область применения. Для изделий, кроме того, существуют специальные признаки: способ упрочнения (с учетом типа связки), способ формования, форма и размеры (с учетом массы) и способ дополнительной обработки. Неформованные огнеупоры делят по назначению, типу связки, предельной крупности зерен и физическому состоянию при поставке.
По химико-минеральному составу огнеупоры делят на типы: кремнеземистые, алюмосиликатные, глиноземистые, глиноземоизвестковые, высокомагнезиальные, магнезиальноизвестковые, известковые, магнези-альношпинелидные, магнезиальносиликатные, хромистые, цирконистые, оксидные, углеродистые, карбидкремниевые и бескислородные. Внутри каждого типа выделены группы, различающиеся по содержанию определяющих компонентов. Конкретные наименования огнеупоров устанавливаются в нормативно-технической документации с учетом наименования и содержания компонентов, например: муллитокремнеземистые (при преобладающем содержании муллитового компонента), графитоцирконовые (при преобладающем содержании графита), периклазохромитовые (при преобладании периклазового компонента) и т. д.
По огнеупорности огнеупоры делят на группы средней огнеупорности (1580—1770°С), высокой (1770—2000°С) и высшей (>2000°С). В зависимости от пористости огнеупоры делят на особоплотные (открытая пористость до 3 %), высокоплотные (3—10%), плотные (10—16%), уплотненные (16—20%), среднеплотные (20—30%) и низкоплотные (открытая пористость >30 %, общая <45 %), а также высокопористые (общая пористость 45—75 %) и ультрапористые (>75 %). Последние две группы называют теплоизоляционными.
По областям применения огнеупоры подразделяют на общего назначения и для определенных тепловых агрегатов и устройств. Большинство ТУ относятся ко второй группе по области применения.
Изделия делят на обожженные, безобжиговые, бетонные, термооб-работанные, плавленолитые, газоосажденные. По способу формования изделия подразделяют на полусухого формования, пластического формования, горячего прессования, литые, плавленолитые, пиленые из естественных пород или блоков. По форме и размерам изделия делят на прямые и клиновые нормальных размеров, мелкоштучные массой преимущественно до 1 кг, фасонные простой, сложной и особосложной конфигурации, рулонные и листовые, блочные массой 10—1000 кг, крупноблочные массой > 1000 кг.
Неформованные огнеупоры разделяют по назначению на бетонные массы и смеси, материалы для покрытий, мертели, заправочные порошки, волокнистые теплоизоляционные материалы, заполнители, цементы, порошки разного назначения, порошковые и кусковые полуфабрикаты. По предельной крупности зерен их делят на 9 групп, начиная от кусковых (>40 мм) и кончая ультрадисперсными (<0,0001 мм). Неформованные огнеупоры могут поставляться сыпучими (сухими и полусухими), пластичными (брикетированными) или пастообразными и жидкотекучими. Имеется еще ряд специальных признаков для этих огнеупоров по способу укладки и нанесения в качестве покрытий и др.
При проектировании тепловых агрегатов, их строительстве, ремонте в эксплуатации возникают задачи по выбору огнеупоров. От правильного их решения зависят нормальная работа агрегатов, срок их службы, величина межремонтных периодов, возможности интенсификации процессов, качество продукции и другие показатели. Выбор огнеупоров определяется условиями службы и показателями качества огнеупоров. В ГОСТах и ТУ нормируются важнейшие показатели, имеющие значение для стойкости огнеупоров в службе. Огнеупорность колеблется от 1580 до 1770 °С и выше, причем по стандартам СССР материалы с огнеупорностью <1580°С не считаются огнеупорными (в ряде зарубежных стандартов за эту граничную температуру принимают 1500 °С). Как известно, огнеупоры служат при температурах ниже их огнеупорности, но при кратковременной службе этот показатель не всегда является лимитирующим. Химический состав — основа выбора типа огнеупора, соответствия его определенным условиям службы, особенно химически воздействующим факторам. В пределах данного типа огнеупоров химический и связанный с ним вещественный составы в значительной мере определяют их качество, хотя и являются косвенными показателями. Обычно нормируют минимум содержания главных химических компонентов и максимально допустимое количество примесей, неблагоприятно отражающихся на служебных свойствах. Открытая пористость имеет существенное значение, особенно при воздействии на огнеупоры жидких и газообразных агрессивных веществ. Следует стремиться к применению более плотных огнеупоров, но в ряде случаев целесообразно использовать более пористые для повышения термостойкости, газопроницаемости или теплоизоляционных свойств. Плотность нормируется редко, лишь для кремнеземистых огнеупоров, когда она является показателем степени перерождения кварца.
Предел прочности при сжатии огнеупоров колеблется в широких пределах — от 10—20 до 50—70 Н/мм2. Этот показатель определяет не только строительную прочность огнеупоров, но и качество их структуры. Дополнительная усадка (или рост) огнеупорных изделий при повторном нагреве до высоких температур является весьма важным показателем. Обычно нормируемая величина при 1350—1450 °С (реже до 1600 °С) лежит в пределах десятых долей процента. Рост нормируется только для динасовых огнеупоров. Приведенные в справочнике величины относятся к линейным изменениям размеров, кроме особо оговоренных случаев Температура начала размягчения под нагрузкой огнеупоров имеет наиболее важное значение в тех случаях, когда срок службы длителен, а статические нагрузки на огнеупор значительны. Эту температуру определяют при нагрузке 0,2 Н/мм2 для различных степеней деформации, но нормируется температура начала размягчения, соответствующая сжатию образца на 0,6%. Показатель характеризует состояние огнеупора при высоких температурах, зависит от химико-минералогического состава и структуры огнеупора, ему следует придавать значение во многих случаях и при отсутствии больших статических нагрузок. Показатель термостойкости указан в теплосменах по ГОСТ 7875—83 (1300°С — вода), поэтому температура испытания и условия охлаждения приведены только в случае отличий от стандартных.
Термостойкость определяют по стандарту путем одностороннего нагрева кирпичей при 1300 С и охлаждения в воде, нормируют количество теплосмен до 20 % потери массы испытываемых образцов. В ряде ТУ оговорены другие условия (охлаждение на воздухе, наличие трещин после теплосмены и т. д.). Огнеупоры в службе часто испытывают температурные колебания, нередко довольно резкие, поэтому термостойкости при выборе огнеупора приходится придавать серьезное значение. Имеется еще ряд технических характеристик огнеупоров, очень редко нормируемых или совсем не нормируемых действующими ГОСТами и ТУ: шлакоустойчивость, теплопроводность, газопроницаемость, теплоемкость и некоторые другие. Эти показатели определяют в институтах и заводских лабораториях в ходе исследовательских работ, или по отдельным заданиям. В некоторых случаях при специфических требованиях потребителя (например, для фурм продувки металла) устанавливается показатель газопроницаемости, а для легковесных огнеупоров — требования по теплопроводности.
Кроме физико-химических показателей свойств огнеупоров, для изделий устанавливаются форма и размеры, предельные отклонения по размерам, дефектам внешнего вида и структуры. В связи с тем, что ГОСТы издаются большими тиражами и более доступны заинтересованным лицам, эти данные из ГОСТов в справочнике не помещены, указаны только физико-химические показатели, а для изделий, выпускаемых по ТУ, приведены чертежи и все требования полностью. Исключения допущены для нескольких ТУ, по которым имеется много типоразмеров изделий, в частности мелкоштучных шамотных и корундовых. В таких случаях указано, что чертежи могут быть получены у разработчика ТУ. Это связано с невозможностью дальнейшего увеличения объема справочника
При пользовании справочником необходимо обратить внимание на следующее. Сведения из ГОСТов и ТУ помещены группами по типам огнеупоров, а внутри каждой группы по возможности в тематической связи. Однако ряд ГОСТов и ТУ охватывает огнеупоры различных типов и групп, поэтому сведения из таких «комплексных» ГОСТов и ТУ помещены отдельно в разделе 2. В содержании приведены сокращенные названия ГОСТов и ТУ, позволяющие установить, о каких огнеупорах в них идет речь. В конце справочника дан перечень всех ГОСТов и ТУ, использованных в справочнике, по порядку номеров, что облегчает поиск в том случае, если номер нормативного документа известен.
В ряде таблиц приводится масса огнеупорных изделий. Эта величина браковочным признаком служить не может и предназначена только для расчетов, поэтому соответствующие примечания, имеющиеся в нормативно-технической документации (НТД), в справочнике не воспроизводятся. Все показатели химического состава изделий и сырья даны в процентах на массу прокаленного вещества, кроме особо оговоренных случаев. Общим для всех изделий требованием является однородное строение в изломе, без посторонних включений, пустот, расслоений и трещин, отдельные зерна не должны выкрашиваться. В справочнике эти общие требования для каждого вида огнеупоров не повторяются, оставлены лишь особые условия там, где они предусматриваются.
Правила упаковки огнеупоров установлены ГОСТ 24717—81. Однако для неформованных огнеупоров во многих ТУ даны специальные указания по упаковке, они в справочнике воспроизведены. Огнеупорные изделия, как правило, не имеют токсических свойств, но в их производстве и при применении неформованных огнеупоров может выделяться пыль, которая для некоторых видов таких огнеупоров имеет вредные свойства. Эти сведения помещены в справочнике по тем немногим ТУ, в которых они имеются.
Среди показателей внешнего вида огнеупорных изделий имеется «кривизна (стрела прогиба)», в справочнике оставлено только слово «кривизна». В показателе «температура начала размягчения» имеется в виду стандартная нагрузка при испытании 0,2 Н/мм2.
Ряд ГОСТов и ТУ содержит данные о марках огнеупоров со знаком качества. Поскольку этот знак в настоящее время на огнеупоры не распространяется, такие марки, если они совпадают с другими, выделены дополнительными требованиями, например, с улучшенными свойствами, с пониженной пористостью и т. п.
Во многих случаях НТД предусматривает возможность изготовления изделий иных форм и размеров, чем указано в ГОСТ и ТУ. По установленному порядку чертежи нестандартных фасонных изделий при заказе должны быть согласованы с Всесоюзным институтом огнеупоров (в ряде ТУ это правило не оговорено).
При заказе огнеупоров по ТУ, распространяющимся на опытно-промышленные партии, может потребоваться дополнительное согласование заказа с изготовителем.
Данные справочника не могут использоваться при арбитражных решениях споров о качестве огнеупоров и в других подобных случаях, когда должны привлекаться полные тексты соответствующих ГОСТов и ТУ.

Назад, на страницу описания