ТЕХНОЛОГИЯ ОГНЕУПОРОВ

ОГНЕУПОРНОСТЬ

Огнеупорностью называют свойство материала противостоять в оп­ределенных условиях, не расплавляясь, воздействию на него высоких температур. В огнеупорных материалах прн достаточно высоких температурах образуется расплав (жидкость). По мере увеличения количества расплава и снижения его вязкости материал теряет связ­ность н прн определенной температуре деформируется. Количество расплава и его вязкость, определяющие возможную деформацию ма­териала или его растекание, зависят от многих причин: химическо­го н минералогического состава материала, крупности частиц, темпе­ратуры н скорости нагревания образца, его формы и размеров. По­этому огнеупорность является не физической константой материала, а технической, которая сохраняет свое значение прн соблюдении ря­да условий прн ее определении.

Огнеупорность определяют в постоянных условиях, установлен­ных стандартом. Образец приготовляют в виде трехгранной усечен­ной пирамиды высотой 30 мм с ннжннм основанием 8 мм н верхним 2 мм. Материалом служит порошок, полностью проходящий через сн - то 900 отв/см2.

Для определения огнеупорности используют электрическую крнп - толовую печь. Огнеупорность характеризуется той температурой, прн которой образец, деформируясь прн нагревании, верхним основанием касается подставки, на которой он установлен. Эту температуру оп­ределяют стандартным пироскопом, устанавливаемым вместе с испы­туемым. Вязкость материала, соответствующая этому моменту, ко­леблется в пределах МО2—1-Ю3 Па-с. (10»—10* П).

Стандартные пироскопы (ПК) представляют собой усеченные пирамидки таких же размеров, приготовленные из материала изве­стного химического состава, подобранного так, что, деформируясь в стандартных условиях нагревания, они касаются своей вершиной ос­нования подставки при температуре, обозначенной на них.

Температура падения пироскопа (огнеупорность) выражается его номером, умноженным на 10. Например, ПК № 165 соответст­вует температуре 165* 10= 1650° С.

Процесс размягчения и деформации огнеупорного материала яв­ляется сложным и складывается из процессов плавления отдельных компонентов огнеупора и их взаимодействия между собой. Эти процессы протекают во времени, поэтому скорость повышения тем­пературы при установлении огнеупорности должна быть строго оп­ределенной, оговоренной в стандарте. Если скорость повышения тем­пературы при определении огнеупорности будет больше предусмот­ренной стандартом, то огнеупорность возрастает, при замедлении подъема температуры она понизится.

При сравнении огнеупорности шамотиых изделий со стандартны­ми пироскопами незначительные отклонения от установленного ре­жима повышения температуры при опыте менее существенны, так как они в равной степени влияют на температуру падения обоих пи­роскопов. Этим отчасти корректируется ошибка режима повышения температуры. При существенном различии в химическом составе ис­пытываемого огнеупора и пироскопа этого может не быть.

При стандартных условиях испытания огнеупорность зависит только от химического и отчасти от минералогического состава.

Огнеупорность характеризует чистоту сырья, использованного для производства огнеупорных изделий.

Если огнеупорность определять по нагреву пирамидок, выпи­ленных из изделий с сохранением их структуры, то ее величина бу­дет зависеть от структуры изделий и от технологических факторов (степени обжига, зернового состава шихты и др.). Изделия из тон­козернистой шихты будут менее огнеупорными, чем такие же, но из­готовленные из более грубозернистого материала.

Однако определение огнеупорности на образцах, выпиленных из изделий, усложняется процессом выпиливания пирамидок, а так как огнеупорность не характеризует строительной прочности огне­упорных изделий в условиях службы, то ее определение на выпилен­ных пирамидках не имеет практического значения.

В некоторых случаях, когда материал в значительных количе­ствах содержит оксиды железа, огнеупорность зависит от газовой атмосферы печи, например у шамотных огнеупоров в восстановитель­ной среде она будет ниже, чем в окислительной.

На основании изложенного огнеупорность даже для чистых кри­сталлических веществ отличается от температуры их плавления (то­чек плавления); обычно значения огнеупорности выше значений то­чек плавления. Иногда температуру деформации испытуемых пирами­док допускается определять по показаниям термопар или пирометра.