Курсовая работа (т): Вогнетриви

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Вогнетриви

ВСТУП

Вогнетривами називаються матеріали, що використовуються для спорудження та футеровки печей, топок та апаратів, що працюють за умов високотемпературного нагріву (вище 1000°С). Комплекс вимог до вогнетривів відрізняється від вимог до звичайних будівельних матеріалів і характеризує їх здатність до використання в якості конструкційних матеріалів, що працюють в за умов високих температур (1000 - 1800 °С та вище) та не розплавляються.

Теплоізоляційними називаються будівельні матеріали, які мають малу теплопровідність внаслідок їх високої пористості - основної та загальної особливості всіх теплоізоляційних матеріалів, яка визначає їх основні властивості.

Вогнетриви поділяються в залежності від ступеня вогнетривкості на три класи:

вогнетривкі - вогнетривкістю від 1580°С до 1770°С включно;

високовогнетривкі - від 1770°С до 2000°С включно;

високої вогнетривкості - вище 2000 °С.

В залежності від фізико-хімічних властивостей вихідної сировини поділяються на 8 основних груп, які, в свою чергу, поділяються на 18 типів (табл. 1) [1]. Кожен із перерахованих типів об’єднує вогнетриви з певним хіміко-мінералогічним складом та властивостями.

Висока пористість теплоізоляційних матеріалів - головна та загальна особливість будови теплоізоляційних матеріалів, яка визначає їх властивості. За характером макроструктури та способу виробництва теплоізоляційні матеріали можуть бути чарунковими, зернистими, волокнистими, пластинчатими або змішаними.

ВОГНЕТРИВИ

Таблиця 1 - Класифікація вогнетривів

Група вогне-тривів

І Кремнеземісті

ІІ Алюмосилікатні

ІІІ Магнезіальні


1

2

3

4

5

6

7

8

9

Тип

Динасові

Кварцеві

Напівкислі

Шамотні

Високо-глиноземісті

Магнезітові периклазові

Доломітові

Форстеритові

Шпінельні

ІV Хромисті

VВуглеродисті

VІ Цирконисті

VІІОкисні

VІІІ Карбоідні, нітридні

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Хромисті

Хроммагнезитові

Графітові

Коксові

Цирконові

Цирконієві

Окисні спеціальні

Карборундові

Інші


Області застосування деяких вогнетривів наведено у таблиці 2.

Таблиця 2 - Області застосування вогнетривів

Галузь

Область застосування

Вогнетрив

1

2

3

Чорна металургія

Виробництво чавуну

футеровка доменних печей, повітронагрівачів (каупери)

шамот


кладка лещаді, шахт доменних печей, куполів

високоглиноземісті алюмосилікатні


повітронагрівачів доменних печей

алюмосилікатні напівкислі

1

2

3


конвертор з кисневим продувом

доломіт


жолоби для розплавленого чавуну

графіто-шамотна маса

Сталеплавильна

кладка елементів мартенівських печей, вироби для розливу сталі

шамот


вагранки, обертові печі

шамотні, багатошамотні


кладка ванн мартенівських печей, футеровка днищ сталерозливних ковшів

алюмосилікатні високоглиноземісті


кладка мартенівських печей, зведень мартенівських печей, коксових печей

динасові


- кладка зведень мартенівських печей - кладка подин -«- - кладка стін електросталеплавильних печей

шпинельні: - магнезітохромитові - магнезитові - хроммагнезітові


заправка стін та відкосів мартенівських та електро-сталеплавильних печей

доломітові


кладка стін мартенівських та електросталеплавильних печей

магнезіто-доломітові водостійкі


печі для нагрівання - подина, зведення стін електросталеплавильних печей,кладка насадок повітронагрівача

Форстеритові (замість динасу та шамоту)


стопорні пристрої для розливу сталі

графіто-шамотна маса


високотемпературні рекуператори, пробки, стакани, муфелі

карборундові

Кольорова металургія

Нікель, мідь

електропечі для плавки анодного нікелю, мідеплавильні

смолодоломітові


патрубки, стопори для литва

карборундові

Алюміній

катод, анод

вуглецеві

цинк (пірометалургійний спосіб), дистиляція, рафінація металів


карборундові

Енергетика


котли з рідким шлаковидаленням

карборундові


Вогнетриви шамотні (алюмосиликатні)

Область застосування:

Цегла марок ША і ШБ - загального призначення; Цегла марок ШПД-39, ШПД-41, ШПД-43 (цегла доменна) - для кладки домених печей; Цегла марок ШКУ-32, ШКУ-37, ШКУ-39 (цегла ківшева) - для футеровки сталерозливних ковшів; Цегла марок ШАВ, ШАВ-33, ШБВ-30 (цегла ваграночна) - для футеровки вагранок;

Цегла марок ШСП-32 (стопорні трубки, пробки та стакани) - для розливу сталі із ковша;

Цегла марок ШГСП (пробки і стакани шамотно-графітові) - для розливу сталі із ковша.

Шамотні вогнетриви марки: ШЛ - 0,4 ШЛ -0,9 ШЛ- 1,0. Ефективний вогнетрив при футеровці теплових агрегатів [2]. Фізико-хімічні властивості наведені у таблиці 3.

Шамотні вогнетриви марки ШТЛ-0,6. Використання: ефективний теплоізоляційний вогнетрив при футеровці теплових агрегатів, різноманітних печей, вуглецьвміщуючих середовищах. Властивості наведені у таблиці 4 та додатку А.

Таблиця 3 - Фізико-хімічні властивості шамотних вогнетривів [3]

Назва показника

ШЛ-0,4

ШЛ-0,9

ШЛ-1,0

Удавана густина, г/см3

0,4

0,9

1,0

Температура застосування, °С

1150

1270

Межа міцності на стискання, Н/мм2(МПа)

1,0

2,5

2,5

Теплопровідність, Вт/(м∙К)




- при (350 ± 25) °С

0,20

0,40

0,40

- при (650 ± 25) °С

0,25

0,50

0,50


Таблиця 4 - Фізико-хімічні властивості шамотних вогнетривів

Назва показника

ШТЛ-0,6

Удавана густина, г/см3

0,6

Вміст, %

-

AI2O3, не менше

1,6

Fe2O3, не менше


Температура застосування,°С

1150

Межа міцності на стискання Н/мм2 (МПа)

2,5

Теплопровідність, Вт/(м∙К)


- при (350 ± 25) °С

0,25

- при (650 ± 25) °С

0,30


Характеристики піношамотних легких виробів, виробництва ВАТ «Боровичский комбинат огнеупоров», в таблиці 5 [3].

Таблиця 5 - Показники властивостей піношамотних виробів

Назва показника

ШЛ-0,4

ШЛ-0,6

ШЛ-0,8

Удавана густина, г/см3

0,36

0,54

0,77

Межа міцності на стискання, МПа

2,1

2,8

10,3

Дод. усадка, % при випалі при температурі

0,1 при 1150 °С

0,5 при 1150 °С

0,3 при 1300 °С

Коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м×К) при температурі (320 ± 25) °С (650 ± 25) °С

0,16 0,19

0,22 0,28

 0,28 0,35


Вогнетривкі динасові вироби

Призначення:

ДМ - для кладки мартенівських печей та інших теплових агрегатів,

ДН - для кладки нагріваючих печей та інших теплових агрегатів,

ДВ - для кладки насадок, стін, куполів, верха камери горіння, штуцерів та повітряпроводів горячего дуття,

ДЛ - 1,2 для теплоізоляції теплових агрегатів при температурі використання до 15500С [5].

Виробник: ВАТ «Первоуральский динасовый комбинат», ВАТ «Красногоровский огнеупорный завод», ВАТ «Красноармейский динасовый завод», властивості наведені у таблиці 6.

Таблиця 6 - Показники властивостей динасових виробів

Показник

Загального призначення

Повітронагрівачі доменних печей

Легкі


ДМ

ДН

ДВ

ДЛ-1,2

Масова частка, % SiO2, не менше

94

94

93

91

Fe2O3 , не менше

- -

-

2

-

Вогнетривкість, 0С не нижче

1710

1690

1690

-

Температура початку розм’ягчення, 0С, не нижче

1650

1610

1620

-

Пористість відкрита, %не більше

23

25

24

-

Межа міцності на стискання, Н/мм2 (МПа)

22,5

17,5

27,5

5

Густина удавана, г/см3

-

-

2,37

1,2

Густина дійсна, г/см3

-

-

-

2,39

Теплопровідність, Вт/(м.К), при середній температурі: (350 ± 25)0С, не більше (650 ± 25) 0С, не більше

-

-

-

0,60 0,70


Теплопровідність динасу за умов високих температур визначається за формулою [1]

 (1)

де П - пористість динасу, %.

Цегла пінодіатомітова теплоізоляційна КПД-400, виробництво ВАТ «Диатомовый комбинат».

Область застосування:

призначена для теплової ізоляції промислового устаткування (електролізних ванн, плавильних печей, казанів, трубопроводів і т.п.) при температурі поверхні, що ізолюється до +900°С;

цегла відноситься до групи негорючих матеріалів і може бути використана для протипожежного захисту сталевих, залізобетонних і дерев'яних конструкцій;

у житловому й цивільному будівництві. Хіміко-фізичні показники наведені у таблиці 7.

Таблиця 7 - Хіміко-фізичні показники цегли пінодіатомітової теплоізоляційної КПД-400

Найменування

Показник

1

2

Геометричні розміри (механічна обробка по шести гранях), мм´мм´мм

246х122х64(±0,5 мм) 250х123х65(±0,5 мм)

Густина, кг/м3

465

Теплопровідність, Вт/(м ∙ К)не більше при (200 ±3)°С при (400 ±5)°С при (600 ±5)°С

0,121 0,138 0,156

Межа міцності при стиску, МПа не менш

1,1

Лінійна температурна усадка при температурі 900°С, %, не більше

1,5

Максимальна температура застосування,°С

900

Хімічний склад діатоміту Оксид кремнію, SiO2 Оксид титану, TiO2 Оксид заліза, Fe2O3 Оксид алюмінію, Al2O3 Оксид магнію, MgO Оксид кальцію, CaO

 81,78 0,27 2,48 5,48 0,78 0,3

Оксид натрію, Na2O3 Оксид калію, K2O Оксид сірки, SO3 Оксид марганцю, MnO Оксид фосфору, P2O5 Втрати при прожарюванні 1000°С, %

0,18 1,25 0,21 0,01 0,03 7,23


Вироби вогнетривких легковагові та ультралегковагові різних видів марок ШЛ-0,4; ШЛ-1,0; ШЛ-1,3; ШКЛ-1,3.

Область застосування:

Для теплоізоляції термо - і електропечей, випалювальних печей будівельних матеріалів, печей металургійної й коксохімічної продукції;

теплообмінних апаратів, випарних агрегатів, підігрівників;

газових печей, котлоагрегатів всіх конструкцій;

паропроводів.

Виробництво: ВАТ «Запорожогнеупор», ВАТ«Часов - Ярский огнеупорный комбинат», ДП Михайловское производство огнеупоров».

Магнезіальні вироби

Виробництво - ВАТ «Запорожогнеупор», ВАТ«Пантелеймоновский огнеупорный завод».

Область застосування:

Марка ХП-1, ХП-2, ХП-3, ХП-4, ХП-5:

для кладки металургійних і різних високотемпературних теплових агрегатів;

термостійкі для футеровки конвертерів, відбивних печей і інших теплових агрегатів у металургії , для футеровки конвертерів кисневої продувки.

Марка П-88, П-89, П-90, П-91:

для кладки подин, укосів і стін мартенівських, електросталеплавильних і інших високотемпературних печей;

для розливання штейну в кольоровій металургії (втулки);

стопорні для розливання стали з ковша (склянки, вкладиші);

для шиберних затворів сталерозливочних ковшів (склянки, склянки - колектори, гніздової цегла);

для сталевипускаючого отвору конвертерів і мартенівських печей.

Марка ПХСП, ПХСУТ, ПХСУ, ПХСС

для кладки зводів сталевиплавних печей;

Марка ХПКК для конвертеров кисневої продувки;

Марка ПХКП, ПХКУ, ПХКС для футеровки сталеплавильних конвертеров;

Марка ПБС-88, ФБС, ФС для шиберних затворів сталерозливочних ковшів (безвипальні и випальні).

Источник: https://www.bibliofond.ru/detail.aspx?id=788038