definicija:
Je nekovinski material z ognjevzdržnostjo najmanj 1580 stopinj, dobro odpornostjo na toplotni udar in kemično erozijo, nizko toplotno prevodnostjo in nizkim koeficientom raztezanja. Ognjevzdržna odpornost se nanaša na temperaturo v stopinjah Celzija, pri kateri je konični vzorec
ognjevarni material se lahko upre delovanju visoke temperature brez mehčanja in taljenja brez obremenitve. Ognjevarni materiali se pogosto uporabljajo v metalurgiji, kemični industriji, nafti, proizvodnji strojev, silikatu, energetiki in drugih industrijskih področjih. Največ se jih porabi v metalurški industriji, saj predstavljajo 50 %-60 % celotne proizvodnje.
vrsta:
Obstaja veliko vrst ognjevzdržnih materialov, ki so običajno razdeljeni na navadne ognjevzdržne materiale (1580 ~ 1770 stopinj), napredne ognjevzdržne materiale (1770 ~ 2000 stopinj) in posebne ognjevzdržne materiale (nad 2000 stopinj) glede na njihovo ognjevzdržnost; glede na kemijske lastnosti jih delimo na kisle ognjevarne materiale, srednje ognjevzdržne materiale in srednje ognjevzdržne materiale. Odporni ognjevarni materiali in alkalni ognjevzdržni materiali. Poleg tega obstajajo ognjevzdržni materiali za posebne priložnosti.
Element:
Kisli ognjevzdržni materiali vsebujejo silicijev oksid kot glavno sestavino, pogosto pa se uporabljajo silicijeve opeke in glinene opeke. Silikatne opeke so silikatni izdelki, ki vsebujejo več kot 94 % silicijevega oksida. Uporabljene surovine vključujejo silicijev dioksid, odpadno kremenčevo opeko itd. Imajo močno odpornost na kislo erozijo žlindre, visoko temperaturo mehčanja pod obremenitvijo in njihov volumen se po večkratnem žganju ne skrči ali celo rahlo razširi; Vendar pa je dovzeten za erozijo zaradi alkalne žlindre in ima slabo odpornost na toplotne udarce. Silikatne opeke se večinoma uporabljajo v termični opremi, kot so koksarne, peči za taljenje stekla in peči za proizvodnjo kislega jekla. Glinena opeka je izdelana iz ognjevarne gline kot glavne surovine in vsebuje od 30 do 46 % glinice. So šibko kisli ognjevzdržni materiali z dobro odpornostjo na toplotni udar in odpornostjo proti koroziji na kislo žlindro in se pogosto uporabljajo.
Nevtralni ognjevarni materiali so v glavnem sestavljeni iz aluminijevega oksida, kromovega oksida ali ogljika. Izdelki iz korunda, ki vsebujejo več kot 95 % aluminijevega oksida, so visokokakovostni ognjevarni materiali s široko paleto uporabe. Kromove opeke s kromovim oksidom kot glavno komponento imajo dobro korozijsko odpornost na jekleno žlindro, vendar imajo slabo odpornost na toplotne udarce in nizko temperaturo deformacije pri visokih temperaturnih obremenitvah. Ognjevzdržni materiali, ki vsebujejo ogljik, vključujejo ogljikove zidake, izdelke iz grafita in izdelke iz silicijevega karbida. Imajo nizek koeficient toplotnega raztezanja, visoko toplotno prevodnost, dobro odpornost proti toplotnim udarcem, visoko temperaturno trdnost in odpornost na erozijo kisline, alkalije in soli, zlasti šibke kisline in alkalije. Dobra odpornost, ni zmočena s kovino in žlindro, majhna teža. Široko se uporablja kot material za obloge visokotemperaturnih peči in tudi kot obloge avtoklavov v naftni in kemični industriji.
Alkalni ognjevarni materiali vsebujejo magnezijev oksid in kalcijev oksid kot glavne sestavine, običajno pa se uporabljajo magnezijeve opeke. Magnezitne opeke, ki vsebujejo več kot 80 % do 85 % magnezijevega oksida, so dobro odporne na alkalno žlindro in železovo žlindro ter imajo večjo ognjevzdržnost kot glinene opeke in silikatne opeke. Uporablja se predvsem v odprtih pečeh, pretvornikih s kisikom, električnih pečeh, opremi za taljenje barvnih kovin in nekateri visokotemperaturni opremi. Ognjevarni materiali, ki se uporabljajo v posebnih primerih, vključujejo visokotemperaturne oksidne materiale, kot so aluminijev oksid, lantanov oksid, berilijev oksid, kalcijev oksid, cirkonijev oksid itd., in ognjevzdržne sestavljene materiale, kot so karbidi, nitridi, boridi, silicidi in sulfidi. itd.; visokotemperaturni kompozitni materiali vključujejo predvsem kermete, visokotemperaturne anorganske prevleke in keramiko, ojačano z vlakni.
Pogosti ognjevarni materiali:
Pogosto uporabljeni ognjevzdržni materiali vključujejo AZS opeke, korundne opeke, neposredno vezane magnezitno-kromove opeke, silicijeve karbidne opeke, silicijeve karbidne opeke, vezane na silicijev nitrid, in neoksidne ognjevzdržne materiale, kot so nitridi, silicidi, sulfidi, boridi in karbidi. ; Kalcijev oksid, kromov oksid, aluminijev oksid, magnezijev oksid, berilijev oksid in drugi ognjevzdržni materiali. Običajno uporabljeni izolacijski ognjevzdržni materiali vključujejo izdelke iz diatomita, azbestne izdelke, izolacijske plošče itd. Običajno uporabljeni neoblikovani ognjevarni materiali vključujejo materiale za krpanje peči, ognjevzdržne materiale za nabijanje, ognjevzdržne ulitke, ognjevzdržno plastiko, ognjevzdržno blato, ognjevzdržne materiale za streljanje, ognjevzdržne materiale za projekcije, ognjevzdržne prevleke lahke ognjevzdržne ulitke itd.
Kislo odporni materiali
V večjih količinah se uporabljajo silikatne in glinene opeke. Silikatne opeke so silikatni izdelki, ki vsebujejo več kot 93 % SiO2. Uporabljene surovine vključujejo silicijev dioksid, odpadno kremenčevo opeko itd. Kremenčeva opeka je močno odporna na kislo erozijo žlindre, vendar je dovzetna za alkalno erozijo žlindre. Njegova temperatura mehčanja je zelo visoka, blizu njegove ognjevzdržnosti. Po večkratnih kalcinacijah se njegova prostornina ne skrči ali celo nekoliko poveča, vendar je njena odpornost na toplotne šoke slaba. Silikatne opeke se večinoma uporabljajo v termični opremi, kot so koksarne, peči za taljenje stekla in peči za proizvodnjo kislega jekla. Glinene opeke vsebujejo 30%~46% glinice. Kot glavno surovino uporabljajo ognjevarno glino. Imajo ognjevzdržno stopnjo 1580 ~ 1770 stopinj in dobro odpornost na toplotni udar. So šibko kisli ognjevarni materiali, ki so odporni na kislo žlindro in imajo širok spekter uporabe. Trenutno je najbolj proizvedena vrsta ognjevzdržnega materiala.
Nevtralni ognjevarni materiali
Glavni kristalni fazi v izdelkih z visoko vsebnostjo aluminija sta mulit in korund. Vsebnost korunda narašča z večanjem vsebnosti aluminijevega oksida. Izdelki iz korunda, ki vsebujejo več kot 95 % aluminijevega oksida, so visokokakovostni ognjevarni materiali s široko paleto uporabe. Kromirane opeke so v glavnem izdelane iz kromove rude, glavna kristalna faza pa je kromit. Ima dobro korozijsko odpornost na jekleno žlindro, vendar slabo odpornost na toplotne udarce in nizko temperaturo deformacije pri visoki temperaturni obremenitvi. Krom-magnezitne opeke, izdelane iz kromove rude in magnezija v različnih razmerjih, imajo dobro odpornost na toplotne udarce in se uporabljajo predvsem kot alkalne strešne opeke.
Ogljikovi izdelki so druga vrsta nevtralnih ognjevzdržnih materialov. Glede na sestavo ogljikovih surovin in mineralno sestavo izdelkov jih delimo v tri kategorije: karbonske opeke, grafitne izdelke in izdelke iz silicijevega karbida. Ogljikove opeke so izdelane iz visokokakovostnega naftnega koksa kot surovine, s katranom in asfaltom kot vezivi in so žgane pri 1300 stopinjah v zračno izoliranih pogojih. Izdelki iz grafita (razen naravnega grafita) so izdelani iz materialov, ki vsebujejo ogljik, z grafitizacijo pri 2500 ~ 2800 stopinjah v električni peči. Izdelki iz silicijevega karbida uporabljajo silicijev karbid kot surovino, dodajo glino, silicijev oksid in druga veziva ter se žgejo pri 1350 ~ 1400 stopinjah. Za izdelavo izdelkov iz silicijevega nitrida in silicijevega karbida v električni peči v atmosferi dušika lahko dodamo tudi silicijev karbid in silicijev prah. Ogljikovi izdelki imajo nizek koeficient toplotnega raztezanja, visoko toplotno prevodnost, dobro odpornost na toplotne udarce in visoko temperaturno trdnost. Po dolgotrajni uporabi pri visokih temperaturah se ne zmehča, ne razjeda ga nobena kislina ali alkalija, ima dobro odpornost na sol, ga ne zmoči kovina in žlindra, je lahek in je visokokakovosten material, odporen na visoke temperature. Pomanjkljivost je, da zlahka oksidira pri visokih temperaturah in se ne sme uporabljati v oksidativni atmosferi. Izdelki, ki vsebujejo ogljik, se pogosto uporabljajo v oblogah visokotemperaturnih peči (dno peči, kurišče, spodnji del telesa peči itd.) in oblogah peči za taljenje barvnih kovin. Grafitni izdelki se lahko uporabljajo kot obloge za reakcijske rezervoarje in petrokemične avtoklave. Iz izdelkov iz silicijevega karbida in grafita je mogoče narediti tudi lončke za taljenje bakra, zlata in lahkih zlitin.
Alkalni ognjevarni materiali
Predstavljajo jih izdelki z magnezijem. Vsebuje več kot 80 % do 85 % magnezijevega oksida, s periklazom kot glavno kristalno fazo. Glavne surovine za proizvodnjo magnezitnih opek so magnezit, magnezit iz morske vode (ki se pridobiva s kalciniranjem magnezijevega hidroksida, ekstrahiranega iz morske vode pri visokih temperaturah) itd. Ima dobro odpornost na alkalno žlindro in železovo žlindro. Tališče čistega magnezijevega oksida je kar 2800 stopinj. Zato je ognjevzdržnost magnezitnih opek višja kot glinene in kremenčeve opeke. Od srede-1950 20. stoletja se je zaradi uporabe konverterjev s kisikom za proizvodnjo jekla in uporabe alkalnih ognjevzdržnih peči postopno povečevala proizvodnja alkalnih ognjevzdržnih materialov, medtem ko je proizvodnja glinene opeke in kremenčeve opeke se je zmanjšal. Alkalni ognjevzdržni materiali se večinoma uporabljajo v pečeh z odprtim ognjiščem, pretvornikih s kisikom, električnih pečeh, taljenju neželeznih kovin in nekateri visokotemperaturni termični opremi.
Oksidni materiali, kot so aluminijev oksid, lantanov oksid, berilijev oksid, kalcijev oksid, cirkonijev oksid, uranov oksid, magnezijev oksid, cerijev oksid in torijev oksid, imajo tališče med 2050 in 3050 stopinjami.
Ognjevarni sestavljeni materiali, kot so karbidi (silicijev karbid, titanov karbid, tantalov karbid itd.), nitridi (borov nitrid, silicijev nitrid itd.), boridi (cirkonijev borid, titanov borid, hafnijev borid itd.), silicidi (molibdenov silicid, itd.) in sulfidi (torijev sulfid, cerijev sulfid itd.). Njihova tališča so 2000 ~ 3887 stopinj, najbolj ognjevzdržen med njimi pa je karbid.
Visokotemperaturni kompozitni materiali, kot so kermeti, visokotemperaturni anorganski premazi in keramika, ojačana z vlakni.
aplikacija:
Pogosto uporabljeni posebni materiali vključujejo AZS opeke, korundne opeke, neposredno vezane magnezitno-kromove opeke, silicijeve karbidne opeke, silicijeve karbidne opeke vezane na silicijev nitrid, nitride, silicide, sulfide, boride, karbide in druge neoksidne ognjevarne materiale; kalcijev oksid, kromov oksid , aluminijev oksid, magnezijev oksid, berilijev oksid in drugi ognjevzdržni materiali. Običajno uporabljeni izolacijski ognjevzdržni materiali vključujejo izdelke iz diatomita, azbestne izdelke, izolacijske plošče itd. Običajno uporabljeni neoblikovani ognjevarni materiali vključujejo materiale za krpanje peči, ognjevzdržne materiale za nabijanje, ognjevzdržne ulitke, ognjevzdržno plastiko, ognjevzdržno blato, ognjevzdržne materiale za streljanje, ognjevzdržne materiale za projekcije, ognjevzdržne prevleke , lahki ognjevzdržni kamni, orožje itd.
izvedba:
Fizikalne lastnosti ognjevarnih materialov vključujejo strukturne lastnosti, toplotne lastnosti, mehanske lastnosti, zmogljivost uporabe in delovanje. Strukturne lastnosti ognjevzdržnih materialov vključujejo poroznost, prostorninsko gostoto, absorpcijo vode, prepustnost zraka, porazdelitev velikosti por itd. Toplotne lastnosti ognjevzdržnih materialov vključujejo toplotno prevodnost, koeficient toplotnega raztezanja, specifično toploto, toplotno kapaciteto, koeficient toplotne prevodnosti, toplotno emisivnost , itd. Mehanske lastnosti ognjevzdržnih materialov vključujejo tlačno trdnost, natezno trdnost, upogibno trdnost, torzijsko trdnost, strižno trdnost, udarno trdnost, odpornost proti obrabi, lastnost lezenja, trdnost lepljenja, modul elastičnosti itd. Delovanje ognjevzdržnih materialov vključuje ognjevzdržnost, temperatura mehčanja obremenitve, sprememba linije za ponovno zgorevanje, odpornost na toplotni udar, odpornost na žlindro, odpornost na kisline, odpornost na alkalije, odpornost na hidracijo, odpornost na erozijo CO, prevodnost in odpornost na oksidacijo. čakati.
