Главная / Статьи / Огнеупорные бетоны

Огнеупорные бетоны

← Предыдущая Следующая →
57

ogneupornye_betony

Огнеупорные бетоны классифицируют по общим и специальным признакам. К общим классификационным признакам, относят: химико-минеральный состав, огнеупорность, пористость, максимальную температуру применения. К специальным относятся: тип вяжущего, способ формования и др. Лучший бетон - с харьковского бетонного завода.

В зависимости от химико-минерального состава огнеупорного заполнителя огнеупорные бетоны подразделяются на типы и группы (табл. 1).

Таблица 1 Классификация огнеупорных бетонов

Тип Группа Массовая доля определяющих химических компонентов (на прокаленное вещество) в заполнителе, %
Кремнеземистые Кварцевые SiO2 не менее 99
Кварцитовые SiO2 не менее 96
Динасокварцитовые SiO2 не менее 90
Динасовые SiO2 не менее 80
Алюмосиликатные Полукислые Al2O3 не менее 28
SiO2 65 - 85
Шамотные Al2O3 28 - 45
Муллитокремнеземистые Al2O3 45 -62
Муллитовые Al2O3 62 - 72
Муллитокорундовые Al2O3 72 - 90
Корундовые Al2O3 >90
Корундсодержащие Хромоглиноземистые Al2O3 не менее 72
Cr2O3 8 - 13
Титаноглиноземистые Al2O3 не менее 68
TiO2 14 - 22
Магнезиальные Магнезитовые (периклазовые) MgO не менее 80
Магнезиально-известковые Магнезитодоломитовые (периклазоизвестковые) MgO не менее 50
CaO не менее 10
Доломитовые (известковопериклазовые) MgO 35 - 50
CaO 45 - 65
Доломитовые стабилизированные (периклазоалитовые) MgO 35 - 65
SiO2 6 - 15
CaO 15 - 40

CaO:SiO2

2,7 - 2,9
Известковые CaO не менее 70
Магнезиально-шпинелидные Магнезитохромитовые (периклазохромитовые) MgO не менее 60
Cr2O3 5 - 18
Хромомагнезитовые (хромитопериклазовые) MgO 40 - 60
Cr2O3 15 - 30
Хромитовые MgO до 40
Cr2O3 не менее 25
Периклазошпинелидные MgO 40 - 80
Al2O3 15 - 55
MgO 25 - 40
Шпинельные Al2O3 55 - 70
Магнезиально-силикатные Периклазофорстеритовые MgO 65 - 80
SiO2 не менее 10
Форстеритовые MgO 50 - 65
SiO2 25 - 35
Форстеритохромитовые MgO 45 - 60
SiO2 20 - 30
Cr2O3 5 - 15
Углеродистые Углеродистые графитированные C не менее 98
Углеродистые неграфитированные (угольные) C не менее 85
Углеродосодержащие  C 5 - 70
Карбидкремниевые Карбидкремниевые рекристаллизованные SiC > 90
Карбидкремниевые SiC > 70
Карбидкремнийсодержащие SiC 20 - 70
Цирконистые Циркониевые (бадделеитовые) ZrO2 > 90
Бадделеитокорундовые ZrO2 > 30
Al2O3 до 65
Цирконовые ZrO2 > 35
SiO2 > 18
Оксидные Оксидные (различного состава) Максимально высокая доля определяющего оксида
Некислородные Специальные Максимально высокая доля некислородных соединений

В зависимости от огнеупорности бетоны по аналогии с огнеупорными изделиями и материалами подразделяются на огнеупорные, высокоогнеупорные и высшей огнеупорности.

В зависимости от открытой пористости огнеупорные бетоны подразделяют: плотные (до 16 %); повышенной плотности (от 16 до 20 %); обычной плотности (от 20 до 30 %); пониженной плотности (от 30 до 45 %) и низкой плотности (от 45 до 85 %).

В зависимости от максимальной температуры применения огнеупорные бетоны делят на 8 групп:

Группа бетонов I II III IV V VI VII VIII
Температура применения, С 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1700

За максимальную температуру применения огнеупорных бетонов принимают температуру, при которой в течение 5 ч без нагрузки линейная усадка не превышает 1 %.

Под вяжущим веществом огнеупорных бетонов понимают дисперсионную систему, состоящую из тонкозернистого крупностью менее 0,09 мм огнеупорного цемента и химической связки.

В зависимости от типа вяжущего огнеупорные бетоны разделяют на 5 видов:

  1. гидратационные вяжущие, дисперсной фазой которых являются цементы (высокоглиноземистый, портландский, глиноземистый, периклазоалюминатный и др.), твердеющие при добавлении воды;
  2. силикатные вяжущие, которые представлены также разными цементами, а вместо воды в качестве химического связующего вводят щелочные силикаты, этилсиликат, кремнезоль и др.;
  3. фосфатные вяжущие, в которых в качестве химической связки в огнеупорные цементы вводят ортофосфорную кислоту или водные растворы ее солей, например фосфаты алюминия;
  4. сульфатно-хлоридные вяжущие, у которых в качестве цемента чаще всего применяют периклазовый тонкомолотый порошок, а связкой служат водные растворы солей MgСl2, MgSO4, FeOSO4, Al2(SO4)3 и др.;
  5. органические вяжущие, у которых в дисперсный порошок огнеупорного цемента добавлены смолы, пеки и другие органические соединения.

Выбор вяжущего во многом определяется типом наполнителя, способом формования, соблюдением объемопостоянства и прочности бетона при высоких температурах службы. Оптимальное содержание вяжущего на практике подбирают опытным путем.

Способ формования имеет большое значение в технологии бетонов. По способу укладки и уплотнения различают огнеупорные бетоны: полусухого формования, изготовляемые методом прессования, вибропрессования, трабмования, виброуплотнения и т.п.; пластического формования, изготовляемые из пластических масс различными способами – выдавливанием, допрессовкой и т.п.; литые и вибролитые из текучих масс.

Огнеупорные бетоны классифицируют также по типу изделий: бетонные блоки, бетонные смеси, бетонные массы, по виду вяжущих и другим признакам (крупности зерен, физическому состоянию при поставке и др.).

Заполнители огнеупорных бетонов – это огнеупорные порошки, разделенные на фракции. Огнеупорные порошки, содержащие все необходимые для бетона фракции и вяжущие вещества в сухом виде называют сухими бетонными смесями.

Затворенные водой или жидкими вяжущими веществами сухие смеси называют бетонными смесями.

С целью повышения прочностных свойств, устойчивости к механическим нагрузкам и тепловым ударам в состав бетонных смесей вводят армирующие волокна (стеклянные, асбестовые, каолиновые, стальные и др.).

Процесс приготовления бетонов состоит из дозирования всех компонентов смеси, перемешивание их до получения однородной массы и формования.

Формование может осуществляться из пластических и полусухих масс на прессах или трамбованием, из жидкотекучих масс – методом литья. Т.е. из бетонов можно изготавливать как штучные изделия нужных размеров (блоки, изделия сплошной формы), так и монометные футеровки.

Термообработку проводят путем прогревания, если используют гидравлические вяжущие (цементы), или в сушилках, если используют жидкое стекло, фосфатные и другие связки.

В таб. 2 приведены примеры использования неформованных огнеупоров, в т.ч. и бетонов в черной металлургии.

Таблица 2 Примеры применения неформованных огнеупоров в черной металлургии

Агрегаты и процессы Область применения Наиболее распространенный тип материала
Доменные печи Колошник печи Шамотные бетоны
Желоба на литейном дворе Al2O3 - SiC - C(60-75; 10-25; 1-4 %),
илиAl2O3 - SiO2 - C
Al2O3 - Cr - бетоны,
пластичные массы сухоговиброуплотнения или
предварительно литые фасонные блоки
Горн Al2O3 - Cr или MgO - Cr - бетоны
Верхняя часть шахты Высокоглиноземистые торкрет-массы
Фурменный пояс Высокоглиноземистые предварительно литые блоки Al2O3 - SiO2 - Cr
Летка SiC или Cr
Ремонтные материалы для шахты Алюмосиликатные глины с добавкой (или без) SiC или Cr; андалузитовые пластичные массы на полимерной связке
Чугуновозные ковши Набивка конических частей Шамотные пластичные массы
Горловина Высокоглиноземистые Al2O3 - SiO2 бетоны
Материалы для ремонта футеровки Торкрет-массы с 50% Al2O3 на цементной основе
Фурмы для десульфурации Высокоглиноземистые бетоны с добавкой (или без) стальной проволоки SiO2, шпинели и др>
Кислородные конвертеры Уплотнение горловины Магнезиальные набивные массы; пластичные массы с 85% Al2O
Защитные плиты в зоне завалки Высокоглиноземистые предварительно литые блоки
Сталевыпускное отверстие Пластинчатые массы пластинчатого глинозема
Ремонтные смеси Магнезиальные на смоляной связке или MgO - Cr - торкрет-массы
Электродуговые печи Сводовые блоки и кольца для уплотнения электродов Высокоглиноземистые (70-97% Al2O3 ) или Al2O3 - Cr  набивные массы, бетоны или предварительно литые блоки
Рабочий слой подины Магнезиальные набивные массы или бетоны
Сталевыпускное отверстие Пластинчатые массы пластинчатого глинозема
Защитные плиты в зоне завалки Высокоглиноземистые предварительно литые блоки
Ремонтные смеси Торкрет-массы на основе спеченного MgO
Ковши внепечного рафинирования (сталеразливочные) Защитная плита в зоне падения струи Глиноземистые (80% Al2O3 ), глиноземно-шпинелидные или Al2O3 - Cr  бетоны или предварительно литые блоки
Гнездо для стакана Высокоглиноземистые (90%) или Al2O3 - Cr  пластичные массы
Защитный слой футеровки Высокоглиноземистые (60-85% Al2O3) бетоны/пластичные массы
Рабочий слой футеровки 80-90% Al2O3 + 10-20% шпинели, Al2O3 - Cr или цирконовые бетоны и предварительно литые блоки
Крышка Высокоглиноземистый (75-90% Al2O3) предварительно литой огнеупор
Шлаковый пояс 90% MgO - 10% Zr - бетон
Ремонтные смеси Глиноземошпинельная смесь для торкретирования
Вакууматоры Рабочий слой футеровки купола Высокоглиноземистый (94-95% Al2O3) бетон
Опорный слой футеровки купола Легковесный теплоизоляционный бетон
Футеровка нижней части Высокоглиноземистый (94-95% Al2O3) бетон
Футеровка патрубков Бетон на основе пластичного глинозема
Промежуточный ковш Сменная футеровка Глиноземистые (60% Al2O3) пластичные массы или бетоны
Обновляемая / расходуемая футеровка Торкретирование материалов на магнезиальной основе
Внутренний защитный слой Глиноземистый бетон 
Покрытие Глиноземистые (60% Al2O3) бетоны
Перегородки, пороги, экраны Глиноземистые (60% Al2O3) предварительно литые блоки
Участок падения струи Высокоглиноземистые предварительно литые блоки

Источник: 
"Огнеупоры и их эксплуатация"
Дюдкин Д.А., Ухин В.Е.

ЧИТАТЬ ДАЛЬШЕ