2.2. Розрахунок шихти вогнетривів

Визначення складу вогнетривкої шихти здійснюється з урахуванням особливостей технології різних вогнетривів, а також даних про хімічний склад матеріалу. Перед тим, як почати розрахунки шихти, необхідно уважно розглянути технологію, вимоги, які висуваються до хімічного складу того чи іншого вогнетривкого матеріалу, а також вимоги до сировинних матеріалів.

У цьому посібнику студентам пропонується методика розрахунку складу шихти для отримання високоглиноземних вогнетривів, що належать до типу алюмосилікатних вогнетривів, – найбільш важливого та поширеного типу вогнетривких матеріалів, які отримують в системі Al₂O₃–SiO₂.

Високоглиноземними називають вогнетривкі вироби, які за хімічним складом містять більше 45 % Al₂O₃. Сировиною для їх виробництва є вогнетривкі глини або каоліни, мінерали силіманітової групи Al₂O₃SiO₂, природні гідрати глинозему, технічний глинозем. Високоглиноземні вироби отримують за багатошамотною технологією з глини-зв’язки, якої вводиться 15–20 %, і шамоту (80–85 %). Головною особливістю технології цих виробів є використання високоглиноземного шамоту, який отримують шляхом випалу в обертових печах при температурі 1550–1700^оС суміші, що складається з вогнетривкої глини чи каоліну та технічного глинозему. Враховуючи, що кількість глини-зв’язки та шамоту, які вводяться в шихту, зазвичай задається і змінюється у дуже вузьких межах, основна мета розрахунку шихти для отримання високоглиноземних виробів полягає у визначенні кількості глини та технічного глинозему, які використовуються для отримання високоглиноземного шамоту в заданій кількості.

При розрахунках задаються вмістом Al₂O₃ у готовому матеріалі (вогнетриві), оскільки саме цей оксид є основним компонентом високоглиноземних вогнетривів та відповідає за створення вогнетривкої основи матеріалів, забезпечує їх вогнетривкість. Далі задаються співвідношенням глини-зв’язки та високоглиноземного шамоту у вогнетривкій шихті (за сухою масою). Для розрахунку необхідні також дані про хімічний склад сировини, зокрема про вміст Al₂O₃ у сировині. Вміст Al₂O₃ у сировині, як правило, подається на прожарену речовину, оскільки потрібний вміст Al₂O₃ у готовому матеріалі – це вміст цього оксиду в матеріалі, який пройшов термічну обробку і не містить у своєму хімічному складі ніяких втрат на прожарювання. До вихідних даних відносяться також втрати при прожарюванні сировинних матеріалів, які, зазвичай, є довідковими даними або визначаються експериментально. Як прийнято в силікатних технологіях, розрахунки проводять на 100 масових частин (мас. ч.) вогнетривкого матеріалу. Крім того, студенти повинні пам’ятати, що склад будь-яких матеріалів і технологічних сумішей подається на 100 масових часток або відсотків.

Приклад розрахунку

Вихідні дані: Вміст Al₂O₃ в 100 мас. ч. готового вогнетривкого матеріалу – 68 мас. %. Вміст сировини у вогнетривкій шихті (за сухою масою): глини-зв’язки – 15 мас. %, високоглиноземного шамоту (далі – шамоту) – 85 мас. %. Вміст Al₂O₃ в сировині (на прожарену речовину): мас. %: глина-зв’язка – 39, глина для одержання шамоту (далі – глина на шамот) – 55, технічний глинозем (далі – глинозем) – 99. Втрати при прожарюванні сировини, мас. %: глина-зв’язка – 12, глина на шамот – 15, глинозем – 0. Кількість готового вогнетриву – 1500 кг.