Vatrostalni materijal: vrste, svojstva, primjena

Tehnološki procesi proizvodnje, kao i rad termičkih jedinica često podrazumijevaju upotrebu vatrostalnih materijala. Potreba za takvim rješenjem posljedica je zahtjeva za izolacijom i zaštitom ciljnih objekata. Uobičajeno se koriste specijalni materijali na bazi mineralnih sirovina. Korištenje vatrostalnih proizvoda obdarenih dovoljnim svojstvima temperaturne otpornosti, koji su regulirani propisima.

Glavna svojstva i karakteristike vatrostalnih materijala

Cijeli kompleks fizičkih svojstava materijala razmatra se s gledišta njegovog ponašanja pod utjecajem visokih temperatura. Odpornost je ključno svojstvo koje određuje učinkovitost određenog proizvoda. Izražava se u graničnoj vrijednosti temperature, nakon što započne proces deformacije. Minimalna vrijednost za materijale ove vrste je 1580 ° C. Za super-vatrostalne materijale, ova vrijednost prelazi 3000 ° C. Također se uzima u obzir svojstvo deformacije pod opterećenjem. Označava mehanički integritet proizvoda na koji utječu visoke temperature. U skladu s tim svojstvima ispituje se vatrostalni materijal za peći, koji doživljava pritisak. Mehanička otpornost izračunava se na temelju ovisnosti procesa promjene strukture strukture o temperaturnom opterećenju. Osim toplinske otpornosti, važna je i kemijska zaštita. Budući da vatrostalni materijali u različitim radnim uvjetima moraju biti u kontaktu s agresivnim kemijskim sredinama, sposobnost da se odupre takvoj vrsti uništenja se također prvotno procjenjuje. Posebno, stručnjaci emitiraju materijale koji mogu ostati stabilni kada su izloženi kiselim tvarima, reducirajućim plinovima i troskim.

Klasifikacija prema obrascu isporuke

Radi lakšeg korištenja vatrostalnih materijala, proizvođači im u početku daju određeni oblik, ali postoji i čitava skupina neoblikovanih proizvoda. Standardizacija lijevanih vatrostalnih materijala uključuje proizvodnju tradicionalnih proizvoda od pločica i limova. Takvi se tipovi koriste u tehničkoj potpori zidova, stropova, konstrukcija i sl. Materijali s pojedinim faktorima su također uobičajeni. Takvi proizvodi izrađeni su u očekivanju visoko specijaliziranih aplikativnih zadataka. Na primjer, u sastavu toplinskih jedinica, izolacijskih komponenti opreme, u strukturama peći i motorima. S druge strane, vatrostalni materijali imaju univerzalnu namjenu i češće se koriste za izoliranje industrijskih prostora. Što se tiče neoblikovanih proizvoda, oni se koriste kao punila. To su u pravilu rasuti materijali koji ispunjavaju prethodno pripremljene tehnološke niše.

Razvrstavanje prema sastavu

Bez obzira na veličinu i faktor oblika, vatrostalni materijal mora učinkovito obavljati glavni zadatak u obliku toplinske zaštite. Kvaliteta ove funkcije već ovisi o značajkama strukture materijala za proizvodnju. Dakle, postoje skupine aluminosilikata, bez kisika i vlaknastih vatrostalnih materijala. Koriste se sirovine za aluminosilikatni materijal oksidi silicija i aluminij. U proizvodnji toplinskih izolatora bez kisika koriste se komponente koje ne sadrže spojeve kisika. Takvi elementi uključuju sulfide, silicide, nitride, karbide, itd. Na temelju posebnih sintetičkih tvari izrađuju se od vlaknastih izolatora. Ova kategorija je široko zastupljena vatrostalnim materijalima od polikristalnog materijala ili čestica visokog glinice. Kao modifikator, ponekad se dodaje cirkonijev oksid u sastav predoblika vlakana.

Klasifikacija ugljičnih vatrostalnih materijala

To je zasebna skupina izolacijskih materijala koji se kombinira pomoću slobodnog ugljika. Najčešći su u ovoj obitelji grafitirani ili ugljeni blokovi od termoanthracita i mješavina koksa. Tehnolozi koriste katran i bitumen ugljena kako bi osigurali povezivanje komponenti. Grafitni materijali, izrađeni već iz naftnog koksa, slični su karakteristikama takvim proizvodima. Ovaj izolator ima strukturu grafita i nizak sadržaj pepela, a razina temperature pečenja je 2000 ° C. Tehnološki sofisticiraniji pirografit. Riječ je o vatrostalnom materijalu čija se proizvodnja ostvaruje tijekom razgradnje ugljik-smjesa plinova. Osim navedenih komponenti ugljičnih toplinskih izolatora, proizvođači često koriste materijale kao što su šamot, korund, aktivirajuće paste i suspenzije.

Šamotni vatrostalni materijali

To su specijalizirani vatrostalni materijali namijenjeni za oblaganje peći. Izvana, takav proizvod može biti predstavljen u različitim oblicima. Standard se smatra istom vatrostalnom pločom, ali mogu postojati i druge varijacije - to ovisi o konstrukciji određene peći, kao io parametrima slijepe probe. Osnova sastava su aluminosilikatne komponente. U procesu pečenja na povišenim temperaturama formira se primarni šamot, koji se zatim melje i nadopunjuje otopinom gline i vode.

Svojstva šamara uključuju ne samo izdržati ekstremne temperature, nego i bezopasnost kontakta s tehničkim elementima kotlova i kotlova. Budući da su mnogi vatrostalni materijali za održavanje izolacijske funkcije obdareni posebnim kemijskim elementima, oni se ne preporučuju za uporabu u uvjetima izravne interakcije s određenim metalima. S druge strane, šamotni materijal na bazi požara je siguran za materijale komora za izgaranje i za izolaciju obloga.

Periclaza otporna

Takvi izolatori se također nazivaju magnezijem, budući da je osnova sastava magnezijev sulfat. Dobiveni su kao rezultat nepečene tehnološke operacije. A ako se u prethodnom slučaju šamota može predstaviti kao vatrostalna glina, onda je periklaz uglavnom metalizirani proizvod. Često se koristi kao dio legure na kojoj se temelji obloga peći. Zajedno s magnezijevom komponentom, čelik, bakar i nikal mogu biti uključeni u takav kompleks.

Tu je i vrsta periklazno-ugljičnih izolatora otpornih na toplinu, koji se temelje na prahu. Vatrostalna ploča izrađena na bazi komponenti periklaza, naročito, može sadržavati oko 25% grafita i veziva za fenolni prah. Ovaj tip se koristi u zaštiti površina elektrolučnih peći i jedinica koje rade s plinskim smjesama. Također se primjenjuje kombinirana upotreba izolatora periklasa i šamota kao dio jedne strukture.

Vatrootporno staklo

Jedinstvenost ovog materijala leži u činjenici da je u različitim vrstama uključen u gotovo sve vrste vatrostalnih materijala. Na primjer, vodeno staklo se može smatrati topljivim izolatorom u dizajnu peći i kotlova, zajedno s metaliziranim pločama. Vlaknasto vatrostalno staklo može biti dio izolatora glinice. Strukturna raznovrsnost materijala određuje fleksibilnost. Takvo staklo se često koristi u slučajevima kada je potrebno proizvesti ne samo tehničku, već i dekorativnu zaštitu.

Bulk Refractories

U biti, to su praškasti proizvodi koji nisu podvrgnuti posebnom oblikovanju. Ne moraju se topiti ili sastavljati kako bi se dobile određene dimenzije. Najpopularnija vrsta predstavljanja skupine izolatora u rasutom stanju je vatrostalna smjesa, ali postoje i druge varijacije. Među njima su suspenzije, komadići, prašci i paste. Ovisno o konzistenciji, mogu biti polusuhe ili suhe i plastične.

Što se tiče primjene, izolatori u rasutom stanju se koriste kao punila. Neoblikovana vatrostalna smjesa, na primjer, uključena je u strukturu izolacijske zaštite čelične opreme. Tako su pojedini dijelovi zaštićeni od toplinskog oštećenja. otvorene peći i čelične navlake. Melkofraktsionnye rasuti vatrostalni materijali koriste se u zgradama mjernih uređaja.

Vatrena glina

Industrijska toplinska zaštita na bazi glinenih materijala pripada grupi šamotnih izolatora. Ali u ovom slučaju naglasak je na uravnoteženoj kombinaciji kemijskih elemenata, među kojima mogu biti oksidi, kvarc, glina, keramika itd. Kombiniranjem razine kalcija, natrija i magnezija, procesni inženjer može dobiti vatrostalni materijal s različitim tehničkim i operativnim karakteristikama. Na primjer, apsorpcija vode može biti 5-15%, a vatrostalnost doseže 2000 ° C. S veličinom zrna od 2 mm korisnik može računati na zaštitu zidova od 30 blokova s ​​20-kilogramskim paketom gline. Važno je da se vatrostalni materijali ovog tipa brzo isuše, što pećima i kotlovima omogućuje da što prije počnu s radom nakon popravka.

Vatrostalna primjena

Priroda primjene određena je skupom svojstava i oblikom specifičnog proizvoda. Većina vatrostalnih materijala usmjerena je na oblaganje pećnih konstrukcija i kotlovskih konstrukcija. To vam omogućuje da povećate vijek trajanja jedinice u cjelini ili njezinog pojedinačnog dijela. Koristite takve materijale u proizvodnji odjeće. Ovdje možemo primijetiti vatrostalnu ceradu, koja je također poznata po otpornosti na trošenje i izdržljivosti. Izrađuju rukavice, pregače i druge odjeće za industrijsku i građevinsku industriju. U užim industrijama, na primjer, u gore spomenutoj izradi instrumenta, mogu se koristiti i proizvodi u prahu i kalupi. Oni služe ne samo za zaštitu elemenata uređaja od povišene temperature, već i za regulaciju termalnog načina rada u skladu sa zahtjevima za uvjete uporabe uređaja.

zaključak

Vatrostalna sredstva u suvremenom obliku obdarena su mnogim dodatnim kvalitetama. Međutim, ne smiju se smatrati potpunom zaštitom u slučaju požara. Prvo, standardni vatrostalni materijal u svojim tehničkim parametrima ne oslanja se na takve zadatke. Drugo, neprimjereno je koristiti ga u sličnoj kvaliteti i s ekonomskog stajališta. Za suzbijanje požara postoje i drugi tipovi izolatora, a vatrostalni materijali se još uvijek usredotočuju na lokalno i svrsishodno stvaranje prepreke određenom toplinskom učinku.