Огнеупоры

Огнеупоры, материалы и изделия, изготовляемые преимущественно на основе минерального сырья, обладающие огнеупорностью не ниже 1580 ?С. Возникновение производства О. исторически связано с развитием металлургии, а по мере распространения тепловых агрегатов различного назначения производство О. стало одной из важных отраслей промышленности.

О. изготовляются в виде изделий (кирпичи, фасонные и крупноблочные изделия) и неформованных материалов (порошки, массы, смеси для бетонов); доля последних в разных странах составляет 10-25%. Изделия называются огнеупорными, если они имеют огнеупорность 1580-1770 ?С, высокоогнеупорными - 1770-2000 ?С и высшей огнеупорности - выше 2000 ?С. В зависимости от пористости изделия делят на ряд групп - от высокоплотных (пористость менее 3%) до обычных (пористость 20-30%) и легковесных огнеупорных изделий (пористость более 45%).

По химико-минеральному составу различают следующие виды огнеупорных изделий: кремнезёмистые (динасовые огнеупорные изделия, изделия из кварцевого стекла); алюмосиликатные огнеупорные изделия; магнезиальные огнеупорные изделия; магнезиально-известковые (доломитовые огнеупоры и др.); магнезиально-шпинелидные (магнезитохромитовые огнеупорные изделия, шпинельные и др.); магнезиально-силикатные (форстеритовые огнеупорные изделия); углеродистые огнеупоры; карбидкремниевые огнеупорные изделия; цирконистые огнеупоры (циркониевые - бадделеитовые и цирконовые); окисные (из ВеО, MgO, СаО и др. окислов); некислородные (из нитридов, боридов и др. соединений). Преобладающую часть изделий (более 95%) составляют алюмосиликатные, различные виды магнезиальных и кремнезёмистые.

Неформованные О. представляют собой сухие или полусухие порошкообразные массы различной степени измельчения, мертели огнеупорные, а также пластичные массы и жидкие смеси. Из них выполняют элементы огнеупорной футеровки тепловых агрегатов (на месте применения) или покрытия способом торкретирования; их наносят в виде обмазок, а также используют для местных ремонтов огнеупорной кладки. В состав масс часто входят компоненты, обеспечивающие твердение их при обычных температурах или после сушки; такие массы и выполненные из них элементы кладки называют огнеупорными бетонами. Из огнеупорных бетонов можно изготовлять крупноблочные изделия (от 150-300 кг до 10-20 т и более), поставляемые в готовом виде на место монтажа. Классификация неформованных О. по химико-минеральному составу и огнеупорности четко не установлена, она в основном аналогична принятой для огнеупорных изделий (главные компоненты неформованных О. те же, что и масс для формования изделий). Для теплоизоляции, кроме легковесных огнеупорных изделий, изготовляют волокнистые О. (каолиновая, муллитовая, корундовая вата и изделия из неё), характеризующиеся весьма низкой теплопроводностью; их применяют во внешнем изоляционном слое и иногда в рабочем слое огнеупорной кладки.
О. характеризуются, кроме химического состава и огнеупорности, главным образом плотностью, пористостью, прочностью, температурой деформации под нагрузкой, термической стойкостью, шлакоустойчивостью, изменениями размеров при нагревании, теплопроводностью, а неформованные О. - также степенью дисперсности (зерновым составом) и др. показателями.
Типичные схемы производства большинства О. включают предварительную подготовку исходных материалов (огнеупорных глин, каолинов, магнезита, кварцита и др.), их обжиг (кроме кварцитов) для получения спекшегося полуфабриката, его измельчение, добавление связующего компонента (глины в шамотных О., известкового молока в динасовых и т.д.), смешивание, формование (на прессах или иными способами) изделий массой обычно 3-25 кг, обжиг при 1300-1750 ?С в туннельных и др. печах. Изготовляют безобжиговые огнеупорные изделия, в том числе крупноблочные, а также плавленые огнеупоры. В производстве неформованных О. процесс заканчивается измельчением и смешением компонентов.
О. применяют при сооружении тепловых агрегатов, печей для получения и плавки металлов, нагрева полуфабрикатов в металлургических и машино-строительных производствах, получения кокса, обжига цемента, установок высокотемпературных химических процессов, энергетических и др. установок. Основное назначение О. - защита неогнеупорных элементов конструкции, а также внешней среды от воздействия высоких температур, расплавов, горячих газов и т.п. Большую часть О. (около 60%) потребляет чёрная и цветная металлургия. Общее потребление О., отнесённое к 1 т выплавляемой стали, колеблется в разных странах от 25-30 до 65-100 кг.
Лит.: Кайнарский И. С., Процессы технологии огнеупоров, М., 1969; Мамыкин П. С., Стрелов К. К., Технология огнеупоров, 2 изд., М., 1970; Производство огнеупоров полусухим способом, М., 1972; Химическая технология керамики н огнеупоров, М., 1972.
? А. К. Карклит.