ОГНЕУПОРЫ

Материал из Юнциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Огнеупоры — материалы, главное назначение которых — защита внешней среды и неогнеупорных элементов конструкций от воздействия высоких температур, расплавов и раскаленных газов.

В горне доменной печи температура около 1500° С. Промежуток времени между двумя капитальными ремонтами (кампания доменной печи) длится 5—6, а иногда даже 10 лет и более. И в течение всего этого времени печь постоянно работает. Футеровка — внутренняя облицовка печи — выдерживает не только высокие температуры и температурные перепады, но и химическое воздействие расплавленных металла и шлака. Конечно, обычному кирпичу в таких условиях не выстоять. Доменные печи и другие металлургические агрегаты изнутри покрывают огнеупорами, в частности кирпичами, в состав которых входит шамот — специальным образом обожженная глина. Химический состав шамотного кирпича прост: это смесь оксидов кремния БЮг и алюминия Al2O3; его огнеупорность — 1600—1770°С.

Не следует думать, будто достаточно взять любое вещество с очень высокой температурой плавления, чтобы получить готовый огнеупор. Для этого от тугоплавкого вещества требуется еще целый ряд качеств. Оно должно быть жаропрочным, не деформироваться под действием механических нагрузок при высоких температурах, ведь футеровка печи испытывает воздействие не только высокой температуры, но и больших механических нагрузок. Оно должно обладать термической стойкостью, не растрескиваться при резких колебаниях температур. (Вот почему, например, молибден хоть и имеет температуру плавления 2620° С, как огнеупор все-таки не слишком хорош: при высоких температурах молибден хрупок.) Оно должно быть шлакоустойчиво, противостоять воздействию других агрессивных сред при высокой температуре. Наконец, оно должно обладать низким коэффициентом термического расширения, чтобы сохранять при высокой температуре постоянство объема.

Максимальная температура, при которой материал еще сохраняет все эти свойства в требуемых пределах, и называется огнеупорностью. Считается, что нижний предел приемлемой для практики огнеупорности — 1580° С. Если огнеупорность материала ниже — он не огнеупор. Если она находится в пределах от 1580 до 1770° С, материал или изделие называют огнеупорным; если в пределах 1770—2000° С — высокоогнеупорным; больше 2000° С — высшей огнеупорности. А рекордной огнеупорностью обладают карбиды тантала ТаС и гафния HfC — 3880 и 3900° С соответственно; плавятся они при 4150 и 4160° С.