ТЕХНОЛОГИЯ ОГНЕУПОРОВ

РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПРИРОДЕ И ВЫБОР ВЕЩЕСТВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ОГНЕУПОРОВ

Критерием при выборе тех или иных исходных ве­ществ для производства огнеупорных изделий, кроме их температуры плавления, является технико-экономиче­ская характеристика этих материалов, прежде всего на­личие и распространенность их в природе.

Средний состав земной коры при условной мощности 16 км с учетом гидросферы и прилегающей части атмос­феры приведен на рис. III.1.

Из 104 (1975 г.) химических элементов периодиче­ской системы Д. И. Менделеева лишь немногие имеют большое распространение в земной коре. Такие элемен­ты расположены в верхней части таблицы и относятся к числу элементов с малыми порядковыми номерами.

Как видно из диаграммы, наиболее распространен­ными элементами являются: О, Si, Al, Fe, Са, Na, К, Mg, Н, Ті, Си, С1. Остальные элементы составляют всего
лишь 0,71% (по массе). В земной коре (литосфере) со­держится 86,5% силикатов и алюмосиликатов1.

Сопоставляя данные температуры плавления веществ и распространенности их в природе, можно сделать вы­вод о том, что наибольшее практическое значение в на­стоящее время для производства огнеупоров и высоко - огнеупоров имеют оксиды кремния, алюминия, магния, хрома, кальция, циркония, бериллия, соединения и сме­си этих оксидов, а также углерод в виде кокса и гра­фита.

Для производства материалов высшей огнеупорности имеют значение карбиды и нитриды этих же элементов и некоторые редкие элементы в виде их оксидов, карби-

%-Ю

■wa

75

50

25

Р Btt sr Zr Ni В SG Li Do MO Br Cd. U Rtt Au. He Ц Pt Nil Se I S F N Cr V Zn Gu. W Be Pi Cs Tfl As Ar Re Ге ІП 81 Ttt Sb GO. Hg

Ш.1. Диаграмма распространения главнейших элементов в земной коре,

* (по массе)

' Силикатами называют вещества, структурной основой которых вляется кремнекислородный тетраэдр Si04-
дов, нитридов и сульфидов (соединения бериллия, тита­на, цезия, тория и др.).

То или другое вещество с высокой температурой плавления, содержащееся в огнеупорном материале, со­ставляет его огнеупорную основу. Природой огне­упорной основы и ее количеством определяются свойст­ва материала: огнеупорность, кислотность или основ­ность, а также в некоторой степени строительная прочность при высоких температурах и др.

Особый интерес для производства огнеупоров пред­ставляют смеси из огнеупорных сырьевых материалов (оксидов, их соединений и т. п.), отличающихся проти­воположными свойствами, например усадкой и ростом, или основным и кислым характером и т. д. Такие смеси и их соединения в некоторых случаях позволяют изготов­лять огнеупоры с большим постоянством объема, хими­чески нейтральным характером и другими ценными свойствами. Например, огнеупорные глины в обжиге да­ют усадку, а кварциты растут. Соответствующая ком­бинация тех или других обусловливает получение объ - емопостоянных изделий.

Однако не каждое сочетание веществ с противопо­ложными свойствами приводит к положительным ре­зультатам: из смеси огнеупорной глины и доломита или извести огнеупоры не получаются.

Свойства изделий зависят не только от огнеупорной основы (обычно кристаллической), но и от связки (стек­ловидной или тоже кристаллической), цементирующий огнеупорную основу, и в значительной степени от пори­стости. величины пор и их распределения.

Сырьем для производства огнеупоров служат горные породы и некоторые технические продукты, например технический глинозем и др.

Синтез огнеупоров из чистых оксидов применяют только в производстве материалов высшей огнеупорно­сти.