Служба шамотных изделий в тепловых агрегатах

В промышленности огнеупорные материалы применяют там, где другие материалы по своим физико-химическим свойствам не способны выдерживать режим высоких температур.  Огнеупорный шамотный кирпич предназначен для защиты конструкций самих тепловых агрегатов от разрушающего действия открытого пламени, высоких температур и механического и химического воздействия рабочих масс. Учитывая многообразие условий службы огнеупоров, промышленность производить шамотные изделия с разными физико-химическими свойствами, формами и размерами. В тепловых агрегатах огнеупорные шамотные изделия подвергаются сжатию, истиранию и в очень редких случаях – изгибу.

Шамотные огнеупоры в котельных установках

90% огнеупоров, задействованных в котельных установках, расходуется на футеровку топочных камер. Причинами разрушения шамотных материалов в топках котлов служат:

  • Механический износ и химическая агрессия топливом, поступающим в топку;
  • Резкие изменения температуры;
  • Шлакоразъедание золой топлива.

В зависимости от зоны топочной камеры, эти факторы действуют одновременно или обособлено. Степень воздействия каждого фактора зависит от конструкции топки, режима работы котельного агрегата и вида топлива. Поэтому для топок паровых котлов промышленность производит такие шамотные огнеупоры, которые помимо достаточной прочности обладают высокой термостойкостью, шлакоустойчивостью и постоянством объема. Для уменьшения тепловых потерь через стенки печей используют шамотный кирпич, характеризующиеся минимальной теплопроводностью. Низкая теплопроводность образуется за счет увеличенной пористости шамотного кирпича, что приводит к снижению массы изделия (так называемые «легковесы).

Условия службы шамотных огнеупоров в сталеплавильном производстве

  • Регенераторы. Шамотный кирпич применяют в нижних рядах насадки регенераторов

мартеновских печей на тех участках, где это позволяют температурные условия. В этих зонах шамотный огнеупор подвергается воздействию газов и пыли шихтовых материалов, выносимых из плавильного пространства печи. Температура в регенераторах переменная: то шамотные кирпичи нагреваются отходящими горячими газами и аккумулируют тепло, то отдают его газу и воздуху, поступающим в мартеновскую печь для горения. Поэтому насадочный кирпич, кроме достаточно высокой огнеупорности, должен обладать хорошей теплопроводностью. Он должен быть прочным и вместе с тем уверенно противостоять резким изменениям температуры, то есть обладать высокими показателями термической стойкости.

  • Футеровка сталеразливочных ковшей. Огнеупорная футеровка сталеразливочных

ковшей изнашивается под действием следующих факторов: неоднократного резкого повышения температуры при заполнении ковша металлом и шлаками; б) последующего охлаждения на воздухе до температуры воздуха в цехе; в) частоты периодов воздействия на поверхность кирпича расплавленной массы. Чтобы снизить темпы износа шамотной футеровки от тепловых ударов для ее устройства используют кирпичи с достаточно высокой термостойкостью. Если шамотные кирпичи футеровки достаточно плотные, а швы между ними не свыше 2 мм, то футеровка ковша изнашивается равномерно и служит максимальное число плавок.

  • Сталевыпускные желоба и крышки завалочных окон. При выпуске плавки в ковш,

футеровка желобов подвергается действию быстродвижущегося потока расплавленных стали и шлака, имеющих температуру 1600º С. При производстве качественных сталей, чтобы избежать ее загрязнения неметаллическими включениями, запрещается подмазывать шамотную футеровку  шамотно-глинистым раствором. Износ шамотного кирпича в крышках происходит в результате оплавления его открытым пламенем. Эти факторы приводят к частой смене футеровки и высоким расходом шамотного кирпича.

Служба огнеупоров в цветной металлургии

В производстве цветных металлов, в большинстве случаев, применяют магнезиальные изделия и динас. Шамотный кирпич используется для футеровочной облицовки внутренней поверхности во вращающихся печах при производстве технического глинозема. Для этой цели используется шамотный кирпич с минимальным содержанием окислов железа и с высокой механической прочностью, которая выражается максимальной сопротивляемостью истирающему действию глинозема. Кирпич должен иметь правильную геометрическую форму, а толщина швов кладки не должна превышать 1 мм.

Шамотные изделия в агрегатах огнеупорного производства и промышленности стройматериалов

В этих отраслях промышленности шамотные огнеупоры применяются во вращающихся, туннельных, газо-камерных и кольцевых печах. Как правило, для футеровки вращающихся печей применяют алюмосиликатные огнеупоры. Кроме воздействия высоких температур в отдельных рабочих зонах футеровка из шамотного кирпича подвергается истирающему воздействию крупных кусков обжигаемого материала. Для таких объектов используют огнеупоры с высоким процентом плотности, что обеспечивает шамотным изделиям повышенную механическую прочность и высокую шлакоустойчивость.

Условия службы в стекольном производстве

Современные стекловаренные ванны-печи ― это непрерывно работающие агрегаты, бассейны которых постоянно находятся под воздействием массы расплавленного стекла при t=1400-1460º С. Такой рабочий режим способствует разъеданию огнеупора, которым выложена внутренняя поверхность ванны. Поэтому, для применяемых огнеупоров важнейшим свойством является надежная шлакоустойчивость. Чтобы повысить этот показатель для всей поверхности футеровки используют шамотные изделия с низкой пористостью, а также, чтобы уменьшить количество швов, используют огнеупорные бруски бóльших размеров.

Шамотные огнеупорны – прочные и износостойкие изделия. Они хорошо выдерживают термоудары и не дают усадку. Использование шамотного кирпича в тепловых агрегатах позволяет не только добиться значительной экономии средств на получение конечного продукта, но и удешевить производственный процесс за счет увеличения срока эксплуатации между ремонтами тепловых установок.