1.10.3.7. Огнеупорные растворы
Для того чтобы кирпичи в кладке были прочно связаны друг с другом, швы и неплотности между ними заполняют огнеупорными растворами. По химическому составу и огнеупорности растворы должны приближаться к огнеупорным кирпичам или изделиям, которые они связывают.
Огнеупорным раствором принято считать затворенный водой мертель. Согласно ГОСТ 6137, мертель представляет собой смесь, состоящей из шамотного порошка, огнеупорной глины с добавкой кварцита, и пластификаторов. Мертели изготовляют трех марок: полукислые (не менее 20% А12О3 + ТiO2), шамотные (30–38% А12О3 + ТiO2) и высокоглиноземистые (45–60% А12О3 + ТiO2). Каждую марку выпускают тонкого и крупного помола.
Для сырьевого состава мертелей тонкого помола всех марок берут 80–85% отощителя и 20–15% пластичной огнеупорной глины; для крупного помола 78–84% отощителя и 22–16% глины.
Качество мертеля, применяемого при кладке, имеет первостепенное значение для стойкости футеровки. При использовании мертеля с низкими показателями швы между кирпичами легко размываются движущимся расплавленным металлом и шлаком, после чего начинается интенсивное разъедание углов и граней самих кирпичей. Поэтому к мертелям предъявляют такие требования:
– высокая пластичность, обеспечивающая хорошее заполнение швов;
– высокая огнеупорность, обеспечивающая стойкость к расплавленному металлу;
– хорошая спекаемость в рабочих условиях, обеспечивающая получение плотного шва;
– минимальные усадка или рост, устраняющие возможность раскрытия шва.
Для повышения стойкости футеровки огнеупорность мертелей и огнеупорных порошков, предназначенных для приготовления раствора, должна быть не ниже огнеупорности кирпичей, из которых выкладывают футеровку. Для увеличения шлакоустойчивости мертеля, повышения его прочности и уменьшения пористости и усадки при нагревании в мертели добавляют пластификаторы, это специально подобранные добавки, вводимые в мертель для улучшения его качеств. Применяемые при кладке ковшей мертели, состоят из огнеупорной глины, шамотного порошка с размером зерна 1–2 мм, кварцевого песка и графита.
Водный раствор приготовляют на тонкоизмельченном (фракция 1,0–0,75 мм) мертеле, тщательным перемешиванием доводят его до консистенции густой сметаны.
При изготовлении растворов и масс с жидким стеклом, прежде всего, растворяют в воде жидкое стекло (10 кг жидкого стекла на 100 л воды), затем полученным раствором увлажняют глину, добавляя графит или хорошо перемешанную смесь графита и шамота. Массы с жидким стеклом быстро твердеют, поэтому готовят их не более, чем на сменную потребность.
Массы, приготовленные на воде, водном растворе жидкого стекла, необходимо хранить в ящиках, накрытых мокрым холстом, рогожами.
При наборе стопоров, установке стаканов используют тестообразные массы.
1.10.3.8. Кладка футеровки
Кладку футеровки сталеразливочных ковшей ведут либо «насухо» на мертеле, либо на водном растворе мертеля.
Кладку «насухо» применяют при использовании кирпичей точных размеров и правильной формы, при этом швы между кирпичами получаются очень тонкими, а вся кладка – весьма качественной. Однако вследствие большой трудоемкости, обусловленной необходимостью пригонки кирпичей, и более высокой стоимости кирпичей этот способ кладки применяют весьма редко.
Металл, попадающий в ковш, постоянно движется в вертикальном направлении. Особенно интенсивно это движение происходит при наполнении ковша металлом и при разливке металла, но даже в спокойном состоянии (в случае задержки по какой-либо причине разливки) металл постоянно перемещается в вертикальном направлении, так как слои, соприкасающиеся с футеровкой и охлаждающиеся более интенсивно, чем внутренние, стремятся опуститься вниз. По этой причине особенно сильно подвержены механическому разъеданию вертикальные швы кладки. Учитывая это, кладку надо вести так, чтобы непрерывная длина вертикальных швов была наименьшей. Это достигается кладкой вперевязку, когда вертикальные кромки кирпичей двух соседних колец смещены друг относительно друга (рис. 38, а). По толщине футеровки днища швы также не должны быть сквозными (рис. 38, б), т. е. по всем направлениям швы должны перекрываться кирпичами.
Рис. 38. Расположение швов при футеровке ковшей