Пост опубликован: 20.08.2012

Специальные огнеупоры

Циркониевые огнеупоры состоят из двуокиси циркония Zr02, которую извлекают из природных месторождений путем обогащения. После обжига (1800-1900° С) и измельчения низ нее формуют изделия, применяя в качестве, связующего’ к крахмал и другие вещества; сырые изделия сушат и обжигают. Такие изделия выдерживают температуру до 2000° С.
Корундовые огнеупоры состоят из чистой окиси алюминия (98-99 7о) и плавятся при 2050° С. Для некоторых изделий смешивают корунд с 10-30% огнеупорной глины (связующее) и обжигают при температуре 1500° С. Огнеупорность таких изделий 1800-1900° С.
Углеродистые огнеупоры из измельченного графи-I та или кокса с небольшой добавкой связующего материала; в восстановительной среде выдерживают температуру до 3500° С (в окислительной среде они сгорают). Наконец, для работы при: 3000-4000° С используют нитриды и карбиды бора, титана, циркония, таллия, гафния. Так, смесь карбидов таллия и Выдерживает температуру около 4000° С.
Изделия из огнеупор металлических.. К огнеупорной технологии примыкает производство огнеупор.
Современная техника требует таких материалов, которые обладали бы высокими механическими свойствами при высоких температурах (более 1300° С), хорошо сопротивлялись окислению, не растрескивались при самых резких колебаниях температуры, имели небольшую плотность и были пригодны для изготовления сложных деталей. Такое сочетание свойств позволяет использовать при создании газовых турбин, ракет и ряда деталей, работающих в тяжелых условиях,- катодов большой мощности, зажигательных свечей, в ядерной технике и др. Ни металлы и металлические сплавы, ни огнеупорные материалы, отдельно взятые, не обладают одновременно всем комплексом этих свойств.
В настоящее время созданы материалы из комбинации металла и огнеупорного окисла, получаемые электротермическим порошковым методом. Физико-химическая сущность этого метода проявляется в процессе спекания, при котором возможны следующие случаи: компоненты реагируют без образования жидкой фазы; компоненты реагируют с образованием жидкой фазы; компоненты не реагируют друг с другом и не образуют ни твердых растворов, ни химических соединений.
Спекание такого рода материалов производится при различных температурах (от 500 до 2500° С) в электрических печах, где тщательно контролируется атмосфера.
Из опробованных комбинаций огнеупоров с металлами наибольшего внимания заслуживают А1203 + Fe или Сг; борид циркония + Ni; карбид бора +Fe; карбид титана +Ni и др. Такие композиции можно наносить на поверхность металла, создавая жаростойкие покрытия, обладающие пластичностью и устойчивостью к механическим нагрузкам, ударам и пр. Покрытия получают напылением из газопламенного пистолета тонкоизмельченного сплава металла с окислом.
В последнее время при нанесении покрытий из высокоплавких материалов используют режим и аппаратуру низкотемпературной плазмы.
Изделия из фарфора и фаянса (тонкая керамика)
Эти очень ценные изделия применяются в технике (баки, аппараты и др.) и в быту (тарелки, чашки и др.). Фарфор имеет плотный стекловидный черепок, фаянс — пористый. Сырьем для фарфоровых изделий являются каолиновые глины (50%), кварц (25%) и полевой шпат (25%)- Из массы пластическим методом или литьем формуют сырое изделие. Его сушат и обжигают дважды.
Первый обжиг производят при 900-1000° С в муфелях (бисквитный обжиг). Остывшие изделия покрывают глазурной массой и обжигают вторично при 1320-1350° С (политой обжиг). При I этом на изделии образуется тонкий слой глазури. Для украшения под глазурь или на глазурь наносят рисунки. Если рисунки нанесены на глазурь, то изделие обжигают третий раз для закрепления. Обычно третий обжиг — низкотемпературный, при 900-1000° С.
Производство организовано таким образом, что параллельно готовят массу для черепка, для глазури и красок. Изделия для обжига помещают в, чтобы на них не попадала зола.
Аналогично готовят изделия из фаянса, частично заменяя каолин глиной.
Процессы, происходящие при обжиге фарфоровых масс, разнообразны и сложны. Суть их сводится к образованию муллита 1 в среде расплавленного полевого шпата. Таким образом, масса черепка после остывания представляет собой весьма прочную систему, состоящую из вязкого стекла, в котором распределены прочные зерна муллита и кварца, хорошо сопротивляющиеся внешним воздействиям — нагрузке и высокой температуре.
Система химически устойчива, обладает электроизоляционной способностью и выдерживает быстрые смены температуры.
Все эти замечательные свойства широко используются в быту и промышленности. В химической промышленности применяются фарфоровые реакционные сосуды, химическая посуда. Из фарфора делают изоляторы для высоковольтных линий передач и др. Для получения специальных сортов фарфора в шихту вводят окислы алюминия, циркония, бериллия, титана. Эти добавки повышают огнеупорность, термостойкость и электроизоляционные свойства фарфора. Фаянсовые изделия применяются в, для изготовления посуды и пр. Почти всегда их покрывают глазурью. Глазури, представляющие собой тонкий стекло-. видный слой на черепке, являются силикатами, состав которых г должен быть таким, чтобы глазурь прочно приставала к черепку, не давала трещин и не отскакивала при затвердении. Обычно подбирают глазурь с тем же коэффициентом расширения, что и у черепка.
К. Для легкоплавкости глазури в ее состав вводят щелочные окислы, соли борной кислоты и другие соединения. Окислы калия и натрия вводят с полевым шпатом, глинозем и кремнезем — с каолином и кварцем. Например, глазурь для некоторых I видов фарфора готовится из 64% полевого шпата, 27% кварца, I 9% каолина. Поскольку глазурная масса наносится на черепок в виде водной суспензии,- растворимые вещества в специальных печах переводят в нерастворимые плавлением компонентов, т. н. фритту. Быстро охлажденную фритту размалывают из порошка готовят суспензию, которую наносят на поверхность изделия различными способами: окунанием изделия, , намазыванием кистью, пульверизацией.
Для раскраски цветных глазурей и керамических изделий употребляют различные окислы, которые после обжига приобретают желаемый цвет, например, окислы и соединения кобальта (синий цвет), хрома (зеленый цвет), железа (красный цвет) и т. д. Смешивая различные окислы, можно получить всевозможные оттенки.
Из новых направлений укажем на усиленно разрабатываемые в последнее время методы производства, главным образом керамических изделий. Процесс получения изделий в этом случае осуществляется гидротермальным путем. Он заключается в том, что отформованное из измельченного сырья с водой изделие (кирпич) обрабатывается в автоклаве («запаривается») при соответствующем режиме.
Так, для приготовления алюмосиликатных огнеупоров смешивают гидрат глинозема А1(ОН)з с кварцевым песком Si02 тониной не более 1% остатка на сите 10 000 при влажности 8-10% и отношении А1203: Si02 = 3:2. В автоклаве протекают процессы адсорбции, например А1(ОН)3, на поверхности Si02, сопровождающиеся образованием структур; такие структуры уплотняются и образуют алюмосиликаты. Эти процессы интенсифицируются с повышением давления и температуры. Полученные материалы автоклавного твердения, например, при режиме 2-8-2 (подъем давления до 8 в течение 2 ч, выдержка 8 ч и сброс давления 2 ч), способны заменить обычные огнеупоры высокотемпературного обжига. Добавим, что’ автоклавная обработка в четыре раза экономичнее обжига.
Автоклавный метод применяется уже сравнительно давно при производстве силикатного (белого) кирпича в строительной технике.

/> />

Читайте так же:

    Комментарии запрещены.