§ 4. Огнеупорные материалы

В большинстве промышленных способов получения металлов и сплавов имеют место процессы плавки при высоких температурах. Поэтому внутреннюю облицовку (футеровку) металлургических печей и др. устройств, а также ковшей для разливки металла делают из материалов, обладающих огнеупорностью, способностью выдерживать нагрузки при высоких температурах, противостоять резким изменениям температур и химическому воздействию шлака и печных газов. Огнеупорные материалы применяют в виде кирпичей разных форм и размеров, фасонных изделий (трубок, пробок), а также порошков и растворов для заполнения швов между кирпичами при кладке печей.

По химическим свойствам огнеупорные материалы бывают кислые, основные и нейтральные.

Материалы, в которых содержится большое количество кремнезема (SiO₂), называются кислыми.

Материалы, в которых много извести (СаО) и окиси магния (MgO) называются основными.

Материалы с высоким содержанием глинозема (Al₂O₃) или окиси хрома (Сr₂O₃) относятся к нейтральным.

Если рабочее пространство плавильной печи выложено из кислых огнеупорных материалов, то печь называется кислой, а если из основных материалов, то основной.

По степени огнеупорности материалы разделяют на огнеупорные (1580 – 1770°С), высокоогнеупорные (1770 – 2000°С) и высшей огнеупорности (выше 2000°С).

К кислым материалам относятся:

1. кварцевый песок, в котором не менее 95% SiO₂. Применяют для наварки и набивки подин кислых сталеплавильных печей.

2. динасовый кирпич и изделия изготовляемые из кварцита и кварцевого песка, содержащего более 93 – 97% SiO₂. Огнеупорность динаса не менее 1690 – 1720°С. Им футеруют мартеновские, електросталеплавильные печи, конвертеры, коксовые печи.

К основным материалам относятся:

1. магнезитовый металлургический порошок, который получается после отжига природного магнезита (MgCO₃). Он содержит 85 – 88 % MgO и применяется для наварки и набивки подин основных сталеплавильных печей.

2. магнезитовый кирпич изготовляют из обожженного магнезита. Он содержит не менее 86 – 90% MgO, его огнеупорность более 2000° С, применяется для кладки пода и стен основных мартеновских и электросталеплавильных печей. Обладает относительно невысокой термостойкостью.

3. магнезитохромитовый кирпич содержит 60 % MgO и 8 – 13 % Сr₂O₃. Обладает огнеупорностью свыше 2000°С, термостойкостью и шлакоустойчивостью, применяется для кладки сводов мартеновских печей.

4. доломитовый порошок получают после обжига доломита (MgCO₃∙СаCO₃) он содержит 32 – 36 % MgO и 50 – 58 % СаО. Применяется вместе с магнезитовым порошком для наварки подин и откосов основных сталеплавильных печей.

5. хромомагнезитовый кирпич содержит 42 % MgO и 15 – 20 % Сr₂O₃. Огнеупорность свыше 2000°С. Применяется в мартеновских печах.

К нейтральным материалам относятся:

1. шамотный кирпич и изделия. Их изготавливают из смеси сырой и обожженной глины. В их составе содержится 50 – 60 % SiO₂ и 30 – 42 % Al₂O₃. Огнеупорность шамота 1580 – 1730°С. Шамотные изделия применяют для футеровки доменных печей, разливочных ковшей, газогенераторов и др..

2. углеродистый кирпич, блоки и др. изделия содержат 92 % С, они высокоогнеупорные, применяются для кладки доменных печей, электролизных ванн для получения алюминия, сталеразливочных ковшей, тиглей для плавки медных сплавов.