Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Рабочие свойства огнеупоров и их контрольСодержание книги Поиск на нашем сайте
Самым важным свойством огнеупоров является их стойкость по отношению к высоким температурам процесса, которая определяется сохранением первоначального физического состояния и формы. Это свойство огнеупоров обусловливает устойчивость строительных элементов печных сооружений при высоких температурах. Пределом огнеупорности керамических изделий является переход изделия в размягченное состояние, когда оно начинает деформироваться. Большинство огнеупорных изделий не имеет резкой точки перехода из твердого состояния в жидкое, как это имеет место у металлов. Особенностью огнеупорных изделий является наличие температурного интервала размягчения. Термическая стойкость огнеупоров (термостойкость). В кладке печей огнеупоры часто подвергаются действию переменных температур, особенно в печах с периодическим режимом работы, где изменение температуры часто достигает очень больших значений. Подобные колебания температур в печах вызывают изменения структуры огнеупоров, приводящие к разрушению футеровки печей. Термостойкостью называется способность огнеупорных изделий выдерживать резкие колебания температур не растрескиваясь и не разрушаясь. Термическая стойкость огнеупоров зависит от их природы и определяется физикомеханическими свойствами материалов: модулем упругости, теплопроводностью, теплоемкостью ностыо. Эти факторы определяют скорость распространения температуры и быстроту ее выравнивания в огнеупоре и следовательно величину межкристаллических напряжений. При внезапном нагревании в огнеупоре появляются значительные напряжения. Это объясняется тем, что при плохой теплопроводности и значительной теплоемкости огнеупора его прогрев протекает весьма медленно. Поэтому напряжения, возникшие на границах двух разно-температурных слоев, являются причиной механического разрушения огнеупора. Из рис. 180 видно, что нагреваемая сторона огнеупора расширяется, а холодная стремится сохранить свое первоначальное состояние. Термостойкость огнеупорных изделий проверяют следующим способом. Испытуемые образцы огнеупоров предварительно взвешивают, а затем торцевыми концами помещают в печь на глубину 50 мм, остальная часть изделия находится вне печи; образцы нагревают до 850° С и выдерживают при данной температуре 40 мин. После этого их извлекают из печи и немедленно горячими концами ставят на торец в бак с проточной водой на глубину 50 мм. В воде образцы выдерживают 3 мин, затем извлекают и устанавливают на холодные противоположные торцы на стол для воздушной отпарки на 7 мин. Такой цикл, состоящий из трех операций, называется водяной теплосменой. После каждой теплосмены образец взвешивают. Испытания продолжают до потерь образцом 20% от первоначальной массы. После чего испытания заканчивают; число водяных теплосмен, вызвавших разрушение изделия и потерю массы, равную 20%, характеризует его термостойкость в водяных теплосменах.
Название огнеупора Число водяных теплосхем Динасовые. 1—3 Полукислые 4—15 Шамотные 10—25 Многошамотпые 40—70 Шамотный огнеупорный легковес 7—12 Хромитовые 3—5 Хромомагнезитовые 5—12 Термостойкий хромомагнезит 40—60 Высокоплотные магнезитовые 10—16 Магнезитовые 2—5 Карборундовые па глинистой Связке 25—60 Цирконовые 10—17
Некоторые огнеупорные изделия, например, легковесные и магнезитовые подвергают испытаниям на термостойкость в воздушных теплосменах. В этом случае кирпичи, закладывают в подвижную раму и подвергают одностороннему нагреву в стене печи и искусственному охлаждению дутьем. Вначале рама с кирпичом служит стеной печи, нагреваемой до 1500-1600° С, а затем ее передвигают для охлаждения к вентилятору. После ряда таких повторных нагревов и охлаждений термическую стойкость испытанных изделий оценивают по суммарной потере их массы. Ниже представлена термическая устойчивость огнеупорных изделий в водяных теплосменах. Испытание огнеупоров на сопротивление деформации при высоких температурах Для данных испытаний приготовляют из огнеупора образец в форме цилиндра высотой 50 мм, диаметром 35,7 мм, с площадью основания 10 см2. Этот образец помещают в печь и при нагревании подвергают испытанию давлением. Величина нагрузки должна составлять 0,19 МН/м2 (2 кгс/см2) поперечного сечения для образца в первоначальном состоянии. При испытании скорость подъема температуры до 800° С не должна превышать 10 град/мин, а свыше 800° С должна быть от 4 до 5 град/мин. При испытаниях устанавливают температуру начала деформации образца и температуру, при которой сжатие огнеупора достигает 40% первоначальной высоты образца. Испытанием огнеупоров на сопротивление сжатию при высоких температурах устанавливают механическую прочность огнеупоров, т. е. их рабочие свойства, табл. 4.
Таблица 4 Рабочие свойства огнеупоров
Временное сопротивление сжатию при обычной температуре считается одним из важных показателей качества огнеупоров. Временное сопротивление сжатию. Временное сопротивление огнеупоров сжатию зависит от структуры изделия, однородности огнеупора, контакта между отощающим и связующим компонентами огнеупорной массы. В печных устройствах огнеупоры подвергаются весьма малым сжимающим давлениям, которые значительно меньше давлений при испытании на прочность при обычной температуре. Например, стандарт на динасовые и шамотные изделия устанавливает нижний предел этой характеристики при нормальных условиях в 10— 12МН/м2, но с повышением температуры предел прочности на сжатие уменьшается, табл. 5. Таблица 5 Временное сопротивление огнеупоров сжатию при разных температурах
Условия работы огнеупоров Изменение объема огнеупоров. Во время работы при высоких температурах огнеупорные изделия в кладке печей изменяют объем. Изменение объема огнеупоров обусловливается следующими явлениями: 1) термическим расширением; 2) усадкой или ростом; 3) деформацией под нагрузкой. Все огнеупорные изделия при нагревании расширяются. При нагревании огнеупоров до 1000° С их расширения очень малы и не превышают десятых долей процента. У шамотных изделий при нагревании наступает усадка, которая возрастает с повышением температуры обжига. При вторичном обжиге шамотных изделий усадка в них не появляется до тех пор пока температура нагрева не превысит температуру его предыдущего обжига и только с дальнейшим повышением температуры в шамотном изделии вновь появится дополнительная усадка. Устранение дополнительной усадки в шамотных изделиях может быть достигнуто обжигом при максимальной температуре, которая предполагается в рабочих условиях плавки или нагреве материалов в печах. Дополнительная усадка огнеупоров в кладке печи сопровождается увеличением швов, при этом связь между изделиями нарушается, что приводит к разрушению всей кладки. Поэтому, для рабочих температур выше 1300° С не рекомендуется в печах делать своды из шамота. Противоположное явление наблюдается у динасовых изделий, у которых с повышением температуры объем увеличивается под влиянием термического расширения и дополнительного роста. Динасовые изделия мало изменяют объем в интервале температур, при которых происходит только термическое расширение и резко изменяют свой объем в пределах температур, при которых происходит превращение одних кристаллических форм кремнезема в другие. Поэтому целесообразно сооружение печных сводов из динаса, так как рост объема его до 1 % способствует уплотнению швов и повышению прочности свода. Шлакоустойчивость огнеупоров. Во время работы большинства печей их огнеупорная футеровка находится в непосредственном контакте с расплавленной, газообразной или твердой фазами. В мартеновских печах при температурах 1600—1700° С она соприкасается с печными газами, с расплавами стали и шлака, в дуговых электропечах при температурах 1800— 2500° С огнеупоры соприкасаются с расплавленной средой выплавляемых ферросплавов и специальных сталей. В нагревательных печах при температурах 1200— 1350° С футеровка печи контактирует со слитками стали и окалиной железа. В общем, шлакоустойчивость огнеупоров обусловливается их сопротивлением к разъедающему действию расплавленных масс. Важнейшие факторы, определяющие химическую активность шлаков и взаимодействие с огнеупорной кладкой печей: 1) температура процесса; 2) химический и минералогический состав огнеупоров и шлаков; 3) смачиваемость огнеупора расплавом (шлаком); 4) вязкость шлаков; 5) гранулометрический состав и структура огнеупорных изделий, характер и величина пор. Температура процесса очень интенсивно влияет на активность шлаков, так как с повышением температуры значительно повышается их текучесть и смачиваемость. В этом случае шлак легко проникает во все поры и трещины огнеупорной футеровки, в результате чего значительно увеличивается поверхность контакта огнеупора со шлаком. Пропорционально увеличению поверхности контакта повышается скорость химических реакций взаимодействия шлака с огнеупором. С повышением температуры шлакоразъедание огнеупоров интенсивно возрастает и при температурах порядка 1250—1500° С оно является главной причиной, ускоренного износа печной футеровки. При этом необходимо помнить, что чем ближе химический состав шлака к химическому составу огнеупора, тем меньше взаимодействие между ними. Точность размеров и формы огнеупорных изделий. При строительстве различного типа печей необходимо учитывать кроме химического состава и физических свойств огнеупорных изделий, их форму и точность размеров, играющих очень важную роль при кладке стен, сводов и других элементов печных устройств. От точности размеров и правильности формы огнеупорных изделий зависит устойчивость и прочность кладки печных элементов, а также плотность стен. В основном огнеупорные изделия могут быть разделены на две основные группы: 1) нормальный кирпич; 2) фасонные изделия. К нормальному кирпичу относится так называемый прямой кирпич, имеющий форму параллелепипеда, а также продольный и поперечный клин. Ниже приведены размеры и форма огнеупоров. Большой формат, им Малый формат, мм Прямой кирпич: шамот, динас и полукислый....... 250X123X65 230X113X65 Клин продольный и поперечный...... 250X123X65X55 230X113X65X45 Прямой магнезитовый и хромомагнезитовый 230X115X65 Фасонные огнеупорные изделия, в зависимости от конструктивных особенностей печных элементов, могут иметь весьма разнообразные формы и размеры.
Теплоизоляционные материалы
Назначение теплоизоляционных материалов — снизить тепловые потери и, таким образом, обеспечить экономию топлива или электроэнергии, сократить время на разогрев печи после ремонта, следовательно, повысить производительность и снизить стоимость единицы продукции. Теплоизоляционные материалы делят по ряду признаков на следующие группы: по огнеупорности - на огнеупорные, выдерживающие рабочую температуру 800оС, и неогнеупорные, которые могут быть ис- пользованы только при температурах ниже 800 оС; по происхождению - на естественные и искусственные; по форме и способу применения - теплоизоляционные материалы выполняются в виде изделий (кирпичей, листов и т. д.) или в виде неформованных материалов (засыпки, ваты, волокон и др.). Воздух, как известно, обладает низкой теплопроводностью, поэтому материалам и изделиям, имеющим большое количество пор, заполненных воздухом, свойственны высокие теплоизолирующие свойства. Для теплоизоляционных материалов характерны низкие механическая прочность и шлакоустойчивость. В связи с этим теплоизолирующий слой кладки не следует подвергать нагрузке или допускать контакта его с жидкими средами (металлом или шлаком). Поэтому, учитывая сравнительно низкие свойства теплоизолирующих материалов. тепловую изоляцию обычно выполняют наружным слоем футеровки. Исключением являются печи периодического действия, где с целью уменьшения потерь на аккумуляцию тепла кладкой, стены и свод печей (или съемный керамический колпак) выполняют целиком из изоляционного материала. Внутренний слой выполняют из теплоизоляционного материала, обладающего большей огнеупорностью и механической прочностью, наружный — из материала, имеющего меньшую огнеупорность, но и значительно меньшую теплопроводность. В этом случае, благодаря низкой плотности теплоизоляционного материала уменьшается масса футеровки и количество тепла, затраченное на ее нагрев, снижается.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-09-18; просмотров: 1681; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.118.166.45 (0.007 с.) |