WarmFires.ru

Вообще говоря, шамотные материалы - это обожжённые изделия из глины, смешанной с предварительно обожжёнными частицами (порошком) той же глины. Вследствие однородности химического состава шамотные изделия термостойки и не образуют трещин, в отличие от строительного кирпича, изготавливаемого обжигом смеси разнородных материалов: глины (т. е. каолина), песка (т. е. окиси кремния), шлаков, отходов угледобычи и углеобогащения и т. п.). Шамотный кирпич был известен ещё в Древней Греции задолго до появления обычного кирпича (с песком). Порошок шамота смешивали также с известью, получая первый в мире цементный состав «опус микстум». Шамотный пресованный кирпич выносит термоудары, износостоек, не усаживается, применяется в доменных печах в условиях истирания шихтой, имеет достаточно высокую для кладки печей пористость. Свойства других огнеупоров приведены в таблице 22. Обращает на себя внимание очень высокая теплопроводность корундовых блоков (на уровне стали).

Таблица 22

Теплофизические свойства огнеупорных и изоляционных материалов (СВ. Василькова и др., Расчёт нагревательных и термических печей, М.: Металлургия, 1983 г.)

Большой интерес представляют жаростойкие бетоны по ГОСТ 20910-90 разнообразных составов с температурой эксплуатации от 900°С (с жидким стеклом и портландцементом) до 1800°С (с высокоглинозёмистым цементом), позволяющие изготавливать изделия произвольных форм. Жаростойкие бетоны отличаются от обычных строительных бетонов тем, что песок и щебень заменены на молотый шамот.

Промышленные синтетические огнеупоры более жаростойки, чем натуральные. Так, например, тальк ЗЛ/^0-48Ю2-Н20 и хлорит Mg6-x-y•Fey2+•Alx•SІ4-x•Olo•(OH)8 отдают воду только при нагреве до 1000-1300°С, а огнеупорную керамику из них (стеатитовую, клиноэнста-титовую) изготавливают обжигом при температурах 1300-1600°С. Горная порода магнезит Л/^СОз, преобразуясь в периклаз MgO, начинает необратимо выделять СО2 при 350-640°С, а периклазная керамика на основе окиси магния М^О (а также магнезитовый кирпич, который также называют магнезитом) производится спеканием при 1700°С. Отметим, что магнезитовый кирпич широко используется в бытовых теплоаккумулято-рах (в том числе и электрических) как теплоёмкий элемент, поскольку основной компонент оксид магния М^О обладает повышенной плотностью и удельной теплоёмкостью. Для ориентировки приведём свойства основных химических компонентов огнеупорных метериалов - плавленных (стеклообразных) окисей кремния, магния и алюминия:

Плавленный кварц (в отличие от природного Р-кварца) имеет исключительно малые коэффициенты линейного термического расширения, особенно по сравнению с периклазом (окисью магния) при повышенных температурах (технический периклаз имеет коэффициент линейного расширения 9 -10-6 град-* при 100°С; 12 -10-6 град-* при500°С; 13 -10-6 град-* при 1000°С и 17-Ю6 град1 при 2000°С). Чем больше коэффициент расширения, тем сильней изгибается (коробится) слой материала при неоднородном нагреве, тем сильней он разрушается (трескается). Именно поэтому для изготовления термостойких окон в печах используется плавленное кварцевое стекло (или боросиликатное). Окись алюминия и окись магния при повышении температуры снижают коэффициент теплопроводности, а окись кремния, наоборот, повышает (правда слабо). Для теп-лоаккумулирующих аппаратов целесообразней использовать корундовые и периклазовую керамики, нежели кварцевые (ввиду повышенной удельной теплоёмкости и плотности).