Огнеупорные глины

Огнеупорные глины (приложение 9) — это тонкодисперсные породы, состоящие в основном из кремнезема, глинозема и небольшого количества плавней. Минералогический состав огнеупорных глин: каолинит Al₂O₃·2SiO₂·2H₂) и примеси других минералов. Глины обычно содержат 8 ... 15 % связанной (гидратной) воды. Цвет огнеупорных глин колеблется от белого до темно-серого с различными оттенками.

Для изготовления ответственных шамотных огнеупоров применяют глины, в прокаленном веществе которых содержится не менее 30 % Al₂O₃ и не более 4,8 % плавней (в том числе не более 1,8 % оксидов железа). Оксиды СаО и MgO в большей степени понижают стойкость шамотного огнеупора. Используют для изготовления огнеупоров также глины с содержанием Al₂O₃ менее 30 % (полукислые), однако они должны содержать значительно меньше плавней.

Для оценки глин в качестве сырья для производства огнеупоров важное значение имеют следующие характеристики.

Вода затворения — количество воды, необходимое для образования из глины пластичного теста (обычно вводят 17 ... 32 % по массе). С уменьшением размера частиц глины количество воды увеличивается.

Пластичность глины находится в прямой зависимости от содержания в ней частиц, размер которых менее 1 мкм. Глина, затворенная водой, должна давать пластичное тесто, хорошо сохраняющее форму при изготовлении огнеупорных изделий.

Воздушная усадка характеризуется уменьшением длины образца, изготовленного из пластичного теста и высушенного до постоянной массы, и выражается в процентах к первоначальному размеру. Колебание воздушной усадки огнеупорных глин находится в пределах 3 ... 11 %. Наибольшую усадку имеют глины с высокой пластичностью («жирные»), а наименьшую — малопластичные («тощие»).

Огневая усадка происходит при обжиге глины и колеблется в диапазоне от 2 до 12 %. Глина с большой воздушной усадкой имеет также и большую огневую усадку. Чем значительней воздушная и огневая усадка, тем труднее получить при сушке и обжиге изделия без деформаций и трещин.

Температура спекания — температура, при которой глина полностью спекается, т. е. теряет после охлаждения способность впитывать воду. Температура спекания глины тем ниже, чем выше ее пластичность и содержание в ней плавней.

Для изготовления шамотных или полукислых огнеупоров глину, предварительно отсортированную от загрязненных кусков, обжигают в печках, после чего размалывают первоначально на щековой дробилке, а затем на бегунах и просеивают. Подготовленный порошок обязательно подвергают очистке для удаления примесей аппаратурного железа, которое вызывает образование пузырей в стекломассе и закраску стекла. Хранить глину необходимо в условиях, исключающих ее размывание и загрязнение.

Контрольные вопросы
1. В чем основное назначение огнеупоров и каким они должны отвечать требованиям? 2. Какими способами увеличивают сроки службы огнеупоров? 3. Какими показателями характеризуются свойства глин?