ТЕХНОЛОГИЯ ОГНЕУПОРОВ

ТЕМПЕРАТУРА ДЕФОРМАЦИИ ПОД НАГРУЗКОЙ

Температуру деформации под нагрузкой определяют в соот­ветствия со стандартом. Из изделий выпиливают цилиндрический образец диаметром 36 мм и высотой 50 мм, который помещают в крнптоловую печь, создают нагрузку 0,2 МПа и нагревают с уста­новленной скоростью до температур, соответствующих началу раз­мягчения (HP), 4°/о-и 40%-ному сжатию образца.

Деформация огнеупорных изделий при высоких температурах в основном определяется химико-минералогической природой огне­упорного материала, т. е. химическим составом, характером распре­деления и количеством жидкой и твердых фаз, а также вязкостью расплава.

Меньшее значение по сравнению с химико-минералогической природой и характером распределения фаз имеет пористость огне­упорного материала. Однако более плотный материал при одина­ковом составе обычно имеет несколько более высокую температуру начала деформации под нагрузкой. На температуры, соответствую­щие 4%- и 40%-ному сжатию, пористость материала почти не влияет.

Различают три характерных вида кривых деформации огне­упорных материалов при высоких температурах (рис. II.9, табл, II.1):

1) кривая деформации огнеупора, у которого огнеупорная со­ставляющая образует достаточно прочный кристаллический сросток, лишь незначительно растворяющийся в возникающей жидкой фазе (динас);

2) кривая деформации огнеупора, состоящего из кристаллов, не образующих сростка, имеющих менее огнеупорную кристаллическую связку, расплавляющуюся при относительно низкой температуре,
в которой кристаллы основной фазы мало растворяются (магне­зит) ;

3) кривая деформации огнеупора, состоящего из зернистой ос­новы и большого количества (около половины) связывающей ее стекловидной фазы (шамотные изделия).

Обычный динас содержит до 10—15% стекла (расплава) н 90— 85% кристаллического вещества (тридимита, кристобалита, кварца). Тридимит в динасе образует кристаллический каркас (сросток), незначительно растворяющийся в жидкой фазе, вследствие чего уменьшается вредное влияние жидкой фазы на деформацию динаса

1, 3 — шамотные; 2 — полукислые; 4 — магнезитовые; 5 —дина­совые; 6 — высокоглиноземистые (70% АЬОз)

При высоких температурах. Поэтому динас разрушается только при 1650—1670° С, т. е. когда начинает плавиться кристаллический кар­кас из тридимита. При этом деформация динаса происходит в ин­тервале 10—15° С и, как правило, сопровождается разрушением образца. Высокой температуре деформации динаса способствует также весьма медленное нарастание количества жидкой фазы в нем при нагревании его почти до температуры плавления.

В обычных магнезитовых изделиях кристаллики периклаза не образуют кристаллического сростка, они сцементированы неогне­упорной монтичеллитовой связкой; плавление этой связки происхо­дит при 1450—1550° С. Кристаллы периклаза в ней растворяются незначительно, поэтому огнеупорность связки с повышением темпе­ратуры не увеличивается, а вязкость сильно уменьшается. Этим объясняется большая разница между огнеупорностью магнезитовых изделий и температурой их деформации под нагрузкой. В связи с этим же интервал деформации у них также небольшой.

В шамотных изделиях при повышении температуры непрерывно Увеличиваются количество жидкой фазы и ее вязкость вследствие Растворения в ней кремнезема и глинозема. Поэтому их деформация под^ нагрузкой при высоких температурах имеет плавный пластиче­ский характер, образец не разрушается при испытании, а лишь приобретает боченкообразную форму. Температурный интервал Деформации равен 150—250° С.

Таблица II. l

Связь температур деформации огнеупоров с их фазовым составом и огнеупорностью

Таким образом, деформация под нагрузкой при высоких тем­пературах определяется не столько количеством образующейся жидкой фазы, сколько ее распределением. Температура деформации повышается, когда кристаллы имеют между собой прямую связь, и понижается, когда между кристаллами имеются прослойки жид­кой фазы.