Transcript Шамотні вогнетриви

7.1.Визначення, переваги і недоліки, вихідна сировина
Лекція №7. ШАМОТНІ ВОГНЕТРИВНКІ ВИРОБИ І МАТЕРІАЛИ
Шамотними вогнетривами – називають вироби які мають вміст Al2O3
від 28 – 45%, які виготовлені шляхом випалення.
В залежності від вмісту вихідної сировини шамотні вироби бувають:
* безшамотні або малошамотні –вміст шамоту
(основа: 3Al2O32SiO2 + кристобаліт SiO2 + трохи Al2O3) не більше 30%;
*шамотні – вміст шамоту 40-65%;
*багато шамотні – вміст шамоту більше 80%.
Лекція №7. ШАМОТНІ ВОГНЕТРИВНКІ ВИРОБИ І МАТЕРІАЛИ
7.1.Визначення, переваги і недоліки, вихідна сировина
ПЕРЕВАГИ І НЕДОЛІКИ
Переваги
* розповсюдженість сировини;
* високі термомеханічні властивості;
* висока термічна стійкість (Т110).
* малі габарити дозволяють доставляти їх в малі люки.
Недоліки
* малі габарити в муруванні роблять велику кількість швів;
* погана геометрія виробів Українських заводів: від 1-5мм (Держстандарт);
* невисока термостійкість;
* енергоємність та погіршення навколишнього середовища.
Лекція №7. ШАМОТНІ ВОГНЕТРИВНКІ ВИРОБИ І МАТЕРІАЛИ
7.1.Визначення, переваги і недоліки, вихідна сировина
Вихідна сировина
Для виготовлення шамоту застосовують вогнетривкі глини Часов-Яр (Україна), Латненська
(Росія).
Мінералогічний склад:
K2OAl2O36SiO2 + 2H2O + CO2 = Al2O32SiO22H2O +K2CO3 +4SiO2
польовий шпат
каолініт
Мінералогічний склад каолініту: - каолініт Al2O32SiO22H2O (68-91%);
- галуазіт Al2O34SiO2H2O (2-11%);
- монтмориллонит Al2O34SiO2nH2O(2-5%);
- монотерміт 0,2Me2OAl2O33SiO21,5H2O(1-7%, Me-K,Na).
В залежності від вмісту мінералів глина класифікується:
* каолинітова;
* гідрослюдиста;
* монтморилонітова;
* монтморилонітові-гідрослюдиста;
* полі мінеральна (більше 3 мінералів).
Лекція №7. ШАМОТНІ ВОГНЕТРИВНКІ ВИРОБИ І МАТЕРІАЛИ
7.1.Визначення, переваги і недоліки, вихідна сировина
Хімічний склад:
Різновид глини
1.Часов-Яр
2.Латненська
3.Володимирський
каолін
4.Любитинська
SiO2
51,60
61,01
42,27
45,54
TiO2
1,37
1,71
0,78
1,18
Al2O3
33,32
25,52
36,70
36,03
Fe2O3
0,90
1,00
0,83
1,93
CaO
0,53
0,39
0,30
0,37
MgO
0,57
0,29
0,33
0,33
K2 O
2,59
0,37
0,39
0,77
Na2O
0,69
0,36
0,38
0,38
SO2
0,18
0,06
0,17
0,26
Гранулометричний склад:
>0,05мм
0,05-0,1мм
0,01-0,005мм
0,005-0,001мм
<0,001мм
Глина
1.Часов-Яр
2.Латненська
3.Любитинська
4.Володимирський
каолін
0,1
0,7
1,6
12,5
0,3
2,6
2,0
29,5
9,3
15,1
0,8
12,0
12,5
15,0
9,0
12,5
78,6
67,4
86,6
33,5
7.1.Визначення, переваги і недоліки, вихідна сировина
Лекція №7. ШАМОТНІ ВОГНЕТРИВНКІ ВИРОБИ І МАТЕРІАЛИ
Рис.7.1 Діаграма глин в залежності від її складу (Авгуcтинник):
1-шамотні вироби; 2-кислототривкі вироби; 3-гончарні;
4-черепиця; 5-цегла.
7.2 Фізико-хімічні основи технології шамотних вогнетривів
Лекція №7. ШАМОТНІ ВОГНЕТРИВНКІ ВИРОБИ І МАТЕРІАЛИ
Фізико-хімічні основи технології шамотних вогнетривів
Технологія отримання алюмосилікатних вогнетривів базується на застосуванні вогнетривких
глин та каолінів, які мають 2 функції:
* вони надають сирцевим масам пластичність та суцільність (связность-російською),
які необхідні для формування (пресування) виробів;
* глини та каоліни мають властивість спікатись, тобто при певних умовах (випалення) глина
спікається, тобто клеїть частки сировини (у будматеріалах це робить в’яжуче). Таким чином,
фізико-хімічні процеси утворення шамотних виробів обов’язково повинні мати термічну
обробку (випалення)
Лекція №7. ШАМОТНІ ВОГНЕТРИВНКІ ВИРОБИ І МАТЕРІАЛИ
7.2 Фізико-хімічні основи технології шамотних вогнетривів
Фізико-хімічні основи технології шамотних вогнетривів
№
Етап технології Процеси змін мінеральної основи
Примітка
1
Сушіння,t=
150-2000C
Видалення фізично
зв’язаної води. Якщо нагрів Не менше 8,0 годин
0
повільний (V=10-20 C/год, пари води не утворюють
тріщини та посічки
2
Сушіння,t=
500-6000C
Видалення хімічної зв’язаної води. Усадка 0,5-1%, що не Не менше 30 – 4
провокує утворення тріщин. Початок розкладання
годин
каолініту: Al2O3
та SiO2 у стані взаємного
проникнення. Вироб рихлої структури (маломіцний)
3
Підігріву,
t=800-9000C
Об’ємне розширення:2-2,5%.Початок утворення
Скрито кристалічного муліту3Al2O32SiO2(t=
9500C), рост 4-4,5%
4
Екзотермии
t=1000 –
12500C
Наявне утворення муліту, збільшення лінійної усадка на Швидкість нагріву:
1,5% і рідкої фази, в наслідок ущільнення V=25 - 300/год., не
структури: утворення муліту(40%)+
менше 10,0год
рідка фаза.
5
Гарантоване
cпікання t=
1350-14500C
Задля гарантованого утворення муліту 40-50%, Не менше 4,0-5,0год,
підвищення міцності і щільності підвищують
V=340C/год.
температуру
6
Охолодження
Аморфна фаза:3(Al2O32SiO2)-3Al2O32SiO2+4SiO2
Не менше 8,0год.
Не менше 46,0год
Загалом: 71,5год
7.3 Технологія виробництва шамотних вогнетривів
Лекція №7. ШАМОТНІ ВОГНЕТРИВНКІ ВИРОБИ І МАТЕРІАЛИ
Технологія виробництва шамотних вогнетривів
Технологія виробництва шамотних виробів має наступні етапи:
* підготовка знежирювача – шамоту, тобто глину випалюють на зерна шамоту;
* підготовка зв’язки: вогнетривку глину збагачують, якщо необхідно каоліном
(вміст Al2O3: 35,0-45,0%), змелюють(мокрий помел), сушать (сушильний барабан);
* виготовляють брикети;
* випалення на шамот (шахтна, пересипна піч, або обертаюча піч: t=1400);
* здрібнення шамоту на фракції, мм: 0-0,1; 0-0,5; 1- 3,0; 3-6,0;
Лекція №7. ШАМОТНІ ВОГНЕТРИВНКІ ВИРОБИ І МАТЕРІАЛИ
7.3 Технологія виробництва шамотних вогнетривів
Виробництво шамоту в шахтній печі
Виробництво шамоту в обертаючій печі
(брикет пластичного
(брикет напівсу-
пресування)
хого пресування):
Подрібнення глини
Подрібнення глини
Зволожування глини
Подрібнення глини
Помел
Пресування брикету Зволожування глини
Сушіння
Пресування брикету
__________________________________________________________________________
Випалення
Класифікація
Здрібнення
Помел
Рис 7.2. Технологічна схема випалення глини на шамот
Лекція №7. ШАМОТНІ ВОГНЕТРИВНКІ ВИРОБИ І МАТЕРІАЛИ
Напівсухе пресування
Зв’язка :вогнетривка глина
7.3 Технологія виробництва шамотних вогнетривів
Подрібнення глини (глиностругальна машина)
Шамот
Подібнення (щокова дробарка)
Сушіння глини (сушильний барабан)
Помел глини (дезінтегратор)
Помел шамоту (Кульовий млин)
Класифікація (вібраційне сито)
Класифікація (вібраційне сито)
____________________________________
Дозування (ваговий дозатор)
Зволоження і обробка суміші (змішуючи бігуни)
Легке подрібнення коржів (розтираюче сито або дезінтегратор)
Пресування (W=8-12%)
Сушіння (t=110 – 1400C)
Випалення (t=1300 – 14500C)
Пакування - склад
Рис 7.3. Технологічна схема отримання шамотних виробів напівсухим пресуванням
Лекція №7. ШАМОТНІ ВОГНЕТРИВНКІ ВИРОБИ І МАТЕРІАЛИ
Зв’язка: вогнетривка глина
Шамот
Подрібнення глина
Подрібнення шамоту (Щекова дробарка)
7.3 Технологія виробництва шамотних вогнетривів
Сушіння глини (сушильний барабан)
Помел шамоту (кульовий млин)
Помел глини (дезінтегратор)
Класифікація (вібраційне сито)
__________________________________
Дозування (стрічковий живильник)
Сухе змішування (двох вальний змішувач)
Зволожування і „мокре” змішування (двох вальний змішувач)
Ущільнення маси, отримання бруса
(стрічковий прес, р=5,0-7,5 МПа)
[гідростатичне пресування,р=250МПа]*:
Розрізання сирцю (станок)
Пластикова форма
[гаряче пресування,р=450МПа]*:
Вогнетривка форма
(t=1300-14000C, 2-3 год)
Додаткове пресування (прес,
Гідрокамера
р=35-50,0 МПа)
__________________________________________
Сушіння (тунельна сушарка)
Випалення (тунельна піч)
Випалення
Пакування
Рис.7.4 Технологічна схема виробництва шамотних вогнетривів пластичним формуванням
Лекція №7. ШАМОТНІ ВОГНЕТРИВНКІ ВИРОБИ І МАТЕРІАЛИ
Властивості шамотних виробів
(ГОСТ 390 – 96 „Изделия огнеупорные шамотные и полукислые общего назначения)
Шамотні:
ША
ШБ
ШВ
ШУС
шамотно- шамотно-глиняні
каолінові
7.4 Властивості шамотних виробів
Властивості і вимоги ГОСТ
1.Вміст Al2O3 , %
2.Вогнетривкість, 0С, не менше
3.Додаткова усадка, %, не
температурою, 0С
41-45
1730
за 0,7
1400
35-39
1670
0,7
1350
4.Відкрита пористість, %, не більше:
1 підгрупа
2 підгрупа
24
15
24
13
-12,5
-12,5
18
20
5.Міцність на стиск, МПа, не менше:
1 підгрупа
2 підгрупа
20
15
20
13
-12,5
-12,5
20
10
більше
6.Температура початку деформації під нава- 1300
нтаженням 0,2 МПа, не менше
(1500)*
1400
30-35
1580
0,7
1250
29- 32
1580
0,7
1250
Напівкислі:
ПБ
ПВ
1300
1250
<28
1670
0,5
1400
<28
1580
0,5
1250
1350
--
7.Термостійкість(1300-H2O), цикли, не мен.
8.Кривизна, мм у виробах:
до 250мм
250-400мм
10 (12)
1,5
2
10(10)
1,5
2
6(8)
2
3
-3
--
-2
4
-3
--
9.Відбитість кутів і ребер глибиною, мм, не
більше: на робочій стороні
на неробочій стороні
6
10
6
10
7
10
8
15
5
10
---
7.5 Особливості застосування шамотних вогнетривів
Лекція №7. ШАМОТНІ ВОГНЕТРИВНКІ ВИРОБИ І МАТЕРІАЛИ
Особливості застосування шамотних вогнетривів
Як правило, футерівку із шамотних вогнетривів мурують на мертелі (розчин: 75% шамоту + 25%
вогнетривкої глини), а саме: МШ-39 та МШ-36.
Враховуючи унікальні властивості шамотних вогнетривів, а саме: достатню міцність, високу
термостійкість, малу усадку шамотні вогнетриви мають широку географію застосування:
 промисловість будівельних матеріалів:
- шахтні пересипні печі;
- обертаючі печі для виробництва цементу (зони підігріву та охолодження);
- обертаючі печі для виробництва цементу;
- тунельні печі для виробництва кераміки;
- ванні печі для отримання скла (зона охолодження);
- футерівка вагонеток для випалення кераміки.
7.5 Особливості застосування шамотних вогнетривів
Лекція №7. ШАМОТНІ ВОГНЕТРИВНКІ ВИРОБИ І МАТЕРІАЛИ
 металургія:
- доменні печі (зона підігріву);
-ковші і т.д.
 машинобудування:
- закалочні печі;
- печі із крокуючими балками;
-нагріваючі печі.
 енергетика:
- футерівка котлів, парогенераторів, предтопків
7.5 Особливості застосування шамотних вогнетривів
Лекція №7. ШАМОТНІ ВОГНЕТРИВНКІ ВИРОБИ І МАТЕРІАЛИ
Рис. 7.5. Різновиди шамотної цегли фірми Rath (Австрія)
7.5 Особливості застосування шамотних вогнетривів
Лекція №7. ШАМОТНІ ВОГНЕТРИВНКІ ВИРОБИ І МАТЕРІАЛИ
Рис.7.6. Шахтна пересипна піч ИПШ-100
7.5 Особливості застосування шамотних вогнетривів
Лекція №7. ШАМОТНІ ВОГНЕТРИВНКІ ВИРОБИ І МАТЕРІАЛИ
Рис.7.7 Тунельна піч для виробництва стінової кераміки
7.5 Особливості застосування шамотних вогнетривів
Лекція №7. ШАМОТНІ ВОГНЕТРИВНКІ ВИРОБИ І МАТЕРІАЛИ
Рис.7.8. Вагонетка тунельної печі
7.5 Особливості застосування шамотних вогнетривів
Лекція №7. ШАМОТНІ ВОГНЕТРИВНКІ ВИРОБИ І МАТЕРІАЛИ
Рис.7.9. Шахтна піч для виробництва спученого перліту
7.5 Особливості застосування шамотних вогнетривів
Лекція №7. ШАМОТНІ ВОГНЕТРИВНКІ ВИРОБИ І МАТЕРІАЛИ
Рис.7.10. Тунельна піч (утилізатор) LTG (Німечина)
Лекція №7. ШАМОТНІ ВОГНЕТРИВНКІ ВИРОБИ І МАТЕРІАЛИ
На дерев'яних піддонах
7.6 Різновиди пакування
Шамотні вогнетриви пакують: на
металевих або деревинних піддонах,
маса вогнетриву: 1 тона.
На металевих піддонах