Промышленные печи

Промышленные печи и трубы

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Прочность и стойкость огнеупорных изделий

Механическая прочность огнеупорных изделий характеризуется пределом прочности в кгс/см2, которую выдерживает образец при сжатии  в  обычных температурных условиях,

Предел прочности на сжатие огнеупоров определяется их структурой. Чем плотнее, мелкозернистее и однороднее структура огнеупорных изделий, тем меньше в них трещин и тем выше их механическая прочность.

В связи с тем что механическая прочность огнеупоров связана с их структурой, обусловливающей пористость, шлакоустойчивость, термическую устойчивость и другие качества, предел прочности на сжатие при нормальных условиях является важным показателем. Чем выше предел прочности при сжатии, тем лучше качество огнеупоров. При обычной температуре предел прочности на сжатие находится в пределах от 80 до 1000ягс/сж2.

Огнеупорные изделия в тепловых агрегатах в большинстве случаев подвергаются сжатию, в некоторых случаях — истиранию и очень редко — изгибу. Усилия сжатия весьма незначительны, так как возникают под действием собственной массы огнеупорной кладки и обычно не превышают 1 кгс/см2 и только в редких случаях достигают 3—4 кгс/см2.

Истирающему действию твердыми и жидкими материалами огнеупорные изделия подвергаются в шахтных (доменных, известеобжигательных вагранках) и вращающихся печах, где твердая шихта, загружаемая в печь, непрерывно перемещается, соприкасаясь при этом с кладкой, и разрушает (истирает) ее. Чем выше газопроницаемость и ниже температура деформации огнеупорных изделий под нагрузкой при высоких температурах, тем быстрее происходит ее истирание.

Сопротивление огнеупорных изделий изгибу примерно в 3— 5 раз меньше сопротивления сжатию.

Термическая стойкость — это способность огнеупорных изделий выдерживать резкие колебания температур, не растрескиваясь и не разрушаясь.

Растрескивание или разрушение огнеупорных изделий при резких изменениях температуры объясняется возникновением в них напряжений при уменьшении или увеличении объема.

При нагревании температура наружных слоев огнеупорных изделий (до наступления теплового равновесия) значительно выше, чем внутренних, причем эта разница тем больше, чем меньше их теплопроводность и чем выше скорость повышения температуры при нагревании.

Под влиянием термического расширения при нагревании, т. е. увеличения объема, наружные слои огнеупорных изделий расширяются значительно больше, чем более холодные внутренние слои, при этом в определенных слоях огнеупорных изделий появляются скалывающие напряжения; если по своей величине они превосходят силы сцепления частиц между собой, то в них появляются трещины и отколы.

При охлаждении наружные слои огнеупорных изделий остывают быстрее, чем внутренние, причем уменьшение объема наружных слоев всегда происходит с опережением изменения объема внутренних, более нагретых слоев. Возникающие при этом растягивающие напряжения, так же как и при нагревании огнеупоров, приводят к их растрескиванию и разрушению.

Термическая стойкость кирпича определяется количеством теплосмен, т. е. количеством попеременных нагревов до 1300° С и охлаждений в проточной воде до потери 20% массы первоначально взятого образца вследствие его растрескивания.

Наибольшей термостойкостью обладают многошамотные, корундовые, углеродистые и карборундовые огнеупорные изделия, а наименьшей термостойкостью — динасовые, обладающие большими изменениями объема    при   превращении одной кристаллической формы в другую в определенных интервалах температур, и магнезитовые, составляющие которых имеют различные коэффициенты расширения.

Термическая стойкость огнеупорных изделий в основном зависит от их структуры и природы исходного сырья, причем чем меньше температурное изменение объема огнеупорных изделий при резком их нагревании и охлаждении, тем выше термическая стойкость.

  ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. Алюмосиликатные огнеупоры. Шамотные ...

  Серные цементы. Сиштофы. Материалы на основе кремнеземистых и ...

  Керамические материалы. обожженый и необожженный кирпич, керамзит

  Перспективы силикатных материалов в народном хозяйстве. Силикаты

  Ангобы и глазури - виды керамических защитно-декоративных покрытий