Массы для огнеупорного припаса
Ухудшение условий эксплуатации огнеупорного припаса в связи с интенсификацией процесса обжига предопределяет выбор основных материалов для его изготовления в ближайшие годы — кордиеритовых, муллитовых, карбидокремниевых и в меньшей мере глиношамотных, хотя последние еще широко используются в промышленности.
В глиношамотных массах используют глины латненские, веселовские и просяновский, положский турбовский и другие каолины, а также бентонит. Глинистая составляющая, связывая остальные компоненты массы, придает ей пластические свойства, достаточную прочность полуфабриката в высушенном состоянии (предел прочности при изгибе 2,2—2,6 МПа), обеспечивает образование в черепке стекловидной фазы в количестве до 40% объема и прочность изделий при сжатии 10— 36 МПа и при изгибе 7—16 МПа.
Ввод в глиношамотную массу 15—30% технического глинозема (марки ГК, ГН-1, ГН-2 и др.) повышает оборачиваемость капселей почти в 3,5 раза, а ввод 5— 10% талька способствует образованию кордиерита (2MgO·2Al2O3·5SiO2), обладающего низким коэффициентом термического расширения и снижающего вредное влияние свободного кварца в черепке, что повышает оборачиваемость огнеупорного припаса на 25—30%.
Обновление в огнеупорной массе части шамота вводом в нее свежеобожженного шамота (не менее 40% общего количества шамота в массе) является обязательным. Изменяя соотношение в массе различных фракций шамота, достигают снижения усадки массы при сушке и обжиге до 7—9% и пористости черепка в пределах 8—12%, что наиболее полно удовлетворяет требованиям прочности и термической стойкости огнеупорного припаса.
Составы глиношамотных масс для огнеупорного припаса приведены в табл. 8. Свойства огнеупорного припаса из таких масс характеризуются следующими показателями: средняя плотность 1,75—1,9 г/см3, водопоглощение 14—17, пористость 24—30%, предел прочности при сжатии 15—22, при изгибе 8—12 МПа, температура начала размягчения 1320—1360° С, КТР (5— 7)·10-6/град·С.
Материал | Составы, % | |||||||
для капселей | для этажерного припаса | |||||||
Глина часов-ярская Глина латненская Глина веселовская Каолин положский Карбид кремния Глинозем технический Пирофиллит Тальк Шамот Шамот кордиеритовый ССБ (сверх 100%) |
37 — — 10 — — — — 53 — — |
— 42,5 — — — — — 7,5 50 — 0,03 |
— 30 10 10 — — — — 50 — — |
— 15 15 — 30 10 — — 30 — 2 |
— 32 — — — 15 — 13 — 40 — |
13 37 — — — — — 3 47 — — |
5 — 25 15 — — 20 — 35 — 2 |
— — 25 10 — 15 — 11 39 — 4 |
Свойства шамотного припаса зависят от содержания в массе шамота и глинистой составляющей. Оптимальное соотношение шамота и глины в массе колеблется в пределах от 7:3 до 7,5:2,5 по объему. С повышением содержания шамота в массе усадка при обжиге уменьшается почти линейно, увеличивается водопоглощение, снижается прочность изделий. Температура размягчения почти не изменяется при различных соотношениях отощителя и глинистой связки.
В многошамотных массах при полусухом способе подготовки массы и повышенном давлении прессования содержание шамота достигает 80% за счет снижения содержания мелких фракций. Замена 10—20% мелких фракций шамота корундом (плотность не менее 3,75 г/см3) повышает оборачиваемость огнеупорного припаса в 1,3—1,5 раза. При этом предел прочности при изгибе возрастает до l3—15 МПа, при сжатии—до 45—49 МПа, пористость составляет 25—27%, а температура начала размягчения под нагрузкой 0,2 МПа находится в пределах 1420—1430° С.
При вводе в массу от 5 до 10% гидрофобных добавок (нефть, мазут и др.) снижают содержание зерен размером 3—5 мм за счет повышения мелких фракций, что способствует повышению термостойкости огнеупорного припаса при сохранении достаточной механической прочности. При этом пористость возрастает на 3—5%, увеличиваются модуль упругости, линейное термическое расширение и теплопроводность изделий. Оборачиваемость капселей повышается в 1,5—1,8 раза.