Виды огнеупорных материалов и сферы их использования

  1. Особенности
  2. Классификация
    • По огнеупорности
    • По способу формования
    • По химико-минеральному составу
    • По пористости
  3. Формы и размеры
  4. Сферы применения

Огнеупорные материалы отличаются стабильностью структуры при воздействии высоких температур, пламени и химических веществ. Они используются на промышленных предприятиях, где производственный цикл предполагает применение теплового воздействия, а также в жилых домах, где установлены нагревательные приборы. За счет высоких эксплуатационных параметров такие материалы особенно актуальны на любых объектах, к которым предъявляются требования долговечности, надежности и безопасности.

Особенности

Потребность в применении огнестойких материалов появилась еще на самых ранних стадиях развития человечества, когда люди научились добывать и использовать огонь. Постепенно такие материалы становились основой для строительства сталеплавильных, доменных печей и прочего теплового оборудования. В середине XVII в. во многих странах начали изготавливать огнеупорные кирпичи из глины. К началу XIX в. огнезащитная продукция активно производилась в европейских странах, а к концу столетия огнеупорные изделия начали повсеместно выпускаться и в России. В середине прошлого века были изобретены огнестойкие краски и антипиреновые составы, а требования к жаростойким изделиям были официально закреплены в ГОСТах и СНиПах.

Основное свойство подобных материалов — огнеупорность. Этот показатель определяет температуру, при которой изделие начинает деформироваться. Относительно его значения рассматривается эффективность эксплуатации материала в тех или иных видах работ. Кроме того, рассчитываются и другие характеристики, в частности:

Как правило, к огнестойким относятся материалы, которые выдерживают нагрев от 1580 до 3000 градусов Цельсия. Материалы, сохраняющие свой вид и физические характеристики при воздействии более высоких температур, маркируются как сверхогнеупорные.

Любые огнеупорные изделия производятся на основе сочетания искусственного и натурального сырья, для этого подбираются оптимальные концентрации минеральных и химических компонентов.

Итоговые показатели плотности, прочности, а также пористости и структуры определяются применением конкретной технологии.

Классификация

Изделия, устойчивые к воздействию открытого огня, могут выпускаться в разных формах и с разными свойствами. Выделяют несколько оснований для их классификации.

По огнеупорности

По огнестойкости выделяют материалы:

Самым огнестойким материалом в мире является карбонитрид гафния – температура его плавления составляет 4200 градусов Цельсия.

По способу формования

Существует несколько основных способов формовки огнеупорных материалов:

По химико-минеральному составу

Для создания огнестойких изделий используют несколько типов сырья.

В зависимости от основного действующего вещества различают несколько видов огнеупорных материалов.

Обшивка такими панелями используется в технических сооружениях, при этом требует обязательного покрытия экологичными материалами.

К минусам относят хрупкость: при механическом воздействии такие изделия бьются.

Обычно такие листы изготавливают из нержавеющей стали.

По пористости

В зависимости от степени открытости пор выделяют:

Формы и размеры

Огнеупорные материалы предлагаются в разных формах и размерах:

Наибольшую востребованность получили листовые панели. Их функциональное предназначение зависит от габаритов и набора эксплуатационных характеристик продукции. Они незаменимы для футеровки котельных, домашних каминов, печных блоков, является теплоизоляционным для колонок, котлов, а также отопительных систем в банях и саунах. Выполняют роль защитных экранов и повышают производственный эффект оборудования в целом и его отдельных частей.

Формовочная и порошкообразная продукция актуальна в приборостроении. Она решает задачу регулировки эксплуатационного режима в соответствии с ТУ. Неформованное сырье идет на изготовление одежды сотрудников литейных цехов.

Сферы применения

Все виды огнестойких материалов повсеместно используются в промышленной сфере. Они задействованы в цветной и черной металлургии – на эту сферу приходится порядка 60% изделий из жаростойких материалов в целом, а также в изготовлении керамики и стекла. Огнестойкие составы являются основой для изготовления кислото- и теплоизоляторов. Ими облицовывают производственные печи, а также другие установки с открытым пламенем.

В быту такие изделия нашли применение при обустройстве каминов и печек, мангалов и дымоходов. Эти отделочные материалы получили широкое распространение при возведении и обустройстве зданий. Они применяются при выполнении обивки потолков и стен в помещениях. Подобное решение многократно повышает пожарную безопасность конструкции, поэтому их используют в сооружениях с повышенными требованиями по ППБ.

Важно иметь в виду, что большая часть строительных огнестойких материалов не могут противостоять возгоранию, поэтому могут гореть. Выделяют жаростойкие и огнеупорные изделия. Последние могут длительное время выдерживать источник открытого пламени на близком расстоянии – они широко востребованы при строительстве бань и саун.

Жаростойкие материалы могут выдержать интенсивный нагрев, но открытый огонь нарушает их структуру.

Огнеупорные материалы (изделия) и их огнеупорность

Для некоторых производств металлургической, энергетической, горно-перерабатывающей отраслей промышленности, научных исследований необходимы технологические комплексы, установки; лабораторные печи, аппараты, выложенные изнутри огнеупорными материалами, штучными изделиями, способным выдерживать постоянное или циклическое воздействие высокой температуры сырья, реагирующих веществ, продукции.

Нередко при возведении особо важных строительных объектов, имеющих повышенную пожарную опасность, необходимо использование несущих конструкций из огнеупорного (огнестойкого) бетона.

Огнеупорный изделия в ассортименте

Назначение и свойства

В ГОСТ 28874-2004, классифицирующем все виды (типы) огнеупоров, дано определение огнеупорности, как свойству материалов выдерживать, не переходя в расплавленное состояние, воздействие высокой температуры.

ГОСТ Р 52918-2008 дает определение огнеупорам. Ими называют неметаллические материалы, которые обладают огнеупорностью не ниже 1580 ℃, используются в агрегатах и устройствах для защиты от воздействия тепловой энергии и газовых, жидких, твердых агрессивных реагентов.

К огнеупорным изделиям относятся огнеупоры, имеющие заданные геометрические формы, размеры.

В целом огнеупорами называют материалы, готовые формовые изделия, произведенные в основном из минерального сырья, что способны сохранить свои огнестойкие свойства в условиях длительной эксплуатации при очень высокой температуре среды, в том числе агрессивной; служащие защитными покрытиями различного производственного, лабораторно-опытного оборудования или несущими строительными конструкциями.

Назначение огнеупоров:

Свойства огнеупорных материалов, готовых изделий, кроме основного – высокой стойкости к огню, востребованные заказчиками:

Кроме того, на производстве востребован такой параметр, как возможность быстрой замены защитного слоя огнеупорных материалов, набора из штучных изделий в ходе плановых остановов, аварийных ремонтов промышленного оборудования с высокотемпературными рабочими зонами.

Классификация

Огнеупоры подразделяются на два основных класса – это неформованные материалы и формованные (штучные) изделия.

К неформованным огнеупорным материалам относят:

Формованные огнеупорные изделия, серийно производимые по технологиям горячего, полусухого прессования пластической формовки; литья, включая вибрационное, из расплавов, текучих масс подготовленного сырья; распилом крупных блоков, горных пород, изготавливают:

Огнеупорные материалы, изделия классифицируют по таким основным параметрам:

По огнеупорности их подразделяют на четыре группы (класса):

По пористости на восемь классов – от особо плотных огнеупоров, открытая пористость которых меньше 3%, высокоплотных – 3-10%, плотных – 10-16%; до ультрапористых, где она превышает 75%.

В зависимости от формы, геометрических размеров, веса огнеупорные изделия классифицируются:

По физическому состоянию готовой продукции при поставке заказчикам:

Неформованные огнеупорные материалы также квалифицируют по основным способам нанесения на защищаемые поверхности производственного оборудования, строительных конструкций:

Существуют и другие классификации огнеупоров, основанные на способах подготовки сырья, производства неформованных материалов, изготовления штучных изделий, строительных конструкций.

Основные виды и типы

Такое деление основано на различиях в химическом составе огнеупорных неформованных материалов, готовых изделий. Общепринято при этом в названии огнеупора первым ставить преобладающий компонент:

Это далеко не полный перечень видов (типов) огнеупоров, производимых также из другого сырья, с различными добавками.

Читайте также:  Расчет толщины пенопласта для утепления стен

Область применения

Огнеупорные неформованные материалы, штучные изделия, благодаря набору востребованных учеными, специалистами проектных, строительных организаций, производственных предприятий, применяются в различных отраслях производства, науки:

Розлив металла в огнеупорные ванны

Так, неформованные огнеупоры используют для создания, ремонта защитных покрытий – футеровок:

Формованные огнеупоры, в виде различных по форме, толщине, размерам штучных изделий, используют следующим образом:

При использовании штучных изделий в ходе выполнения защитных покрытий, возведения футеровочных кладок различного по назначению оборудования швы между ними тщательно, по всему объему заполняют неформованными огнеупорными материалами, обеспечивая целостность, а после первичного обжига в процессе эксплуатации – монолитности защитного слоя.

Кроме того, неформованные огнеупоры наносят сплошным слоем на кладки из штучных изделий, повышая толщину, следовательно, теплоизоляцию, огнестойкость такого «пирога»; а также на несущий конструктив зданий, сооружений, выполненный из металла, обеспечивая надежную, многочасовую огнезащиту металлических конструкций; а также заводских, монолитных конструкций из железобетона на особо важных пожароопасных объектах защиты.

Производство

ГОСТ Р 52918-2008 определяет сырье для производства огнеупоров как горные породы, имеющие огнеупорность не меньше 1580 ℃, допуская также утилизацию огнеупоров возвращением бракованных изделий, неформованных материалов, отходов производства, эксплуатации в технологический процесс.

Однако, на практике в рецептурный состав исходного сырья входят не только изначально огнеупорные материалы, но и другие компоненты, способные создавать устойчивые связи, требуемую молекулярную структуру готовой продукции, а также пластификаторы.

Тем не менее основным сырьем для производства огнеупоров служат горные породы, в составе которых:

Для серийного производства огнеупорных материалов используют разнообразные технологические процессы, основным из которых является традиционный алгоритм, состоящий из следующих этапов:

Часть формованных огнеупоров получают распиливанием крупных блоков готовой продукции, а также из огнеупорных горных пород.

Огнеупорные материалы

Огнеупоры – это материалы, которые способны выдерживать высокие температуры и агрессивные среды, при этом не разрушаясь под действием процессов, которые происходят в тепловых агрегатах. Огнеупорные материалы состоят из огнеупорных глин и каолинов.

Классификация, свойства и характеристика огнеупорных материалов

Существует несколько классификаций, которые разделяют огнеупорные материалы на группы и подгруппы в зависимости от свойств и состава. По способу получения выделяют 2 основные группы огнеупоров: спеченные и плавленые.

Спеченные огнеупоры представляют собой состав из грубой керамики, которые получаются путем спекания мелких частиц огнеупорных материалов. Они характеризуются неоднородной структурой (реликтовой обломочной) и зернистым «черепком». Часто они выглядят как кирпич.

Плавленые огнеупоры получаются литьем из расплава тех же материалов, что и в предыдущем случае, но в итоге они имеют более однородную структуру, не зернисты. Они имеют меньший объем, не рассыпаются и в целом более качественны за счет структуры.

По химическому составу различают 4 группы огнеупоров:

  1. кремнеземистые (динасовые, динасовые с примесями, кварцевые, лешательеритовые);
  2. алюмосиликатные (полукислые, шамотные, высокоглиноземистые);
  3. основные (магнезиальные, магнезиально-шпинелидные, магнезиально-силикатные, магнезиально-известковистые, известковистые);
  4. цирконистые.

Огнеупорные теплоизоляционные материалы

Теплоизоляционные огнеупорные материалы характеризуются слабой теплопроводимостью. Это свойство достигается за счет структуры – теплоизоляторы очень пористые. В зависимости от способа производства микроструктура может быть ячеистой, зернистой, волокнистой, пластинчатой или смешанной. Используются они чаще всего для кладки при строительстве печей и каминов.

Это дает возможность снижать теплопотери и за счет этого накапливать тепло. Теплоизоляционные огнеупоры используют не только для кладки бытовых печей, но и производственных. Как раз во втором случае за счет снижения теплопотерь повышается эффективность работы печи, сокращается полный цикл производства и, как следствие, повышается эффективность и производительность.

Керамические огнеупорные материалы и изделия

Керамические огнеупорные изделия – это, как правило, изделия, выжженные из глин и других силикатных масс.

К строительным изделиям из керамики относятся не только кирпич и отделочные материалы, это большая группа, в которую входят:

Широкое распространение в строительстве керамические изделия получили, благодаря таким характеристикам, как:

За счет этого керамические огнеупорные и теплоизоляционные изделия сохраняют свои функциональные свойства в разнообразных условиях службы при высоких температурах.

Огнеупорные листовые материалы

Листовые огнеупорные материалы также применяются при строительстве печей и каминов. Они используются, для того чтобы прилегающие к камину по бокам стены не перегревались и не спровоцировали пожар.

К таким материалам относят асбест и металл. Первый используется для облицовки огнестойких стен, поскольку выдерживает продолжительный прогрев до 500 градусов, не разрушаясь и не деформируясь.

Стальными пластинами обшиваются области вокруг печной дверцы. Из листовых материалов изготавливаются защитные экраны для топочных конструкций. Они способны снижать температуру поверхности печи на 100 градусов, чем значительно повышают пожаробезопасность.

Огнеупорные строительные материалы

Большинство строительных материалов не может сопротивляться открытому огню, по крайней мере, долгое время. Это связано с их составом и тем, что к материалам для строительства жилых домов предъявляются достаточно высокие требования экологичности, поэтому они физически не могут отвечать этим двум требованиям одновременно.

Но зато есть возможность повысить их пожаробезопасность, что прописано в ГОСТе с указанием требований. К огнеупорным строительным материалам можно отнести только огнеупорный кирпич и стекло.

Огнеупорный кирпич

Из огнеупорного кирпича строятся печи, камины, печные трубы и дымоходы. Поскольку он стоит дороже обычного кирпича, им выкладывается только та поверхность, которая непосредственно соприкасается с огнем. Таким образом, создается защитная оболочка, которая не позволяет основному материалу разрушаться при сильном и продолжительном нагревании. Огнеупорный кирпич обладает высокой жаростойкостью и теплоизоляцией и, соответственно, низкой теплопроводностью.

Огнеупорное стекло

Огнеупорное стекло называется закаленным. Это листовой материал, который получают постепенным нагреванием до температуры закалки, а потом резко, но равномерно, снижают температуру.

Термостойкое стекло выдерживает не только очень высокие температуры, не разрушаясь, но и не боится резких перепадов. Этот материал обладает повышенной устойчивостью к механическим воздействиям, а при раскалывании распадается на мелкие осколки с тупыми гранями. Поэтому гораздо безопаснее – огнеупорным стеклом намного сложнее порезаться.

Жаростойкое стекло делится на классы в зависимости от веществ, которым оно способно противостоять:

Огнеупорное стекло используется для остекления автомобильных окон, изоляторов психиатрических больниц и мест заключения, для изготовления химической посуды. В быту чаще требуется жаростойкая способность, поэтому из закаленного стекла делают дверцы каминов.

Применение огнеупорных материалов

Огнеупорные материалы обычно применяются на производстве в черной и цветной металлургии (на эту отрасль приходится до 60% продукции огнеупорного производства), при изготовлении стекла, керамики. Из огнеупорных материалов делают тепло- и кислотоизоляторы. Огнеупорами облицовывают производственные и бытовые печи, камины и другие конструкции с открытым огнем. Из жаростойкого стекла изготавливают защитные термоэкраны.

Огнеупорный материал для бани

Для строительства бани используется материал, способный выдерживать многократное нагревание и охлаждение. Перед сооружением банных каменок и печей для нагрева воды, необходимо заготовить специальный огнеупорный кирпич. Многое зависит от вида печи.

Для каменок лучше подойдут природные камни с теплоизоляционными свойствами:

Для оборудования самой топки применяют искусственные огнеупорные материалы.

Огнеупорные материалы для печей и каминов

Для печей и каминов используются листовые материалы или огнеупорный кирпич. Бытовые условия, которые должны выдерживать такие материалы, гораздо более щадящие по сравнению с промышленными, поэтому слишком повышенные требования к ним не предъявляются.

Достаточно того, чтобы они могли предотвратить возгорание и защитили от вреда здоровью человека. Поэтому используется обычный огнеупорный кирпич, изготовленный из огнестойких глин и керамических материалов. Для защитных экранов используются стальные листы или жаропрочные стекла.

Огнеупорные материалы для стен вокруг печей

Облицовка стен вокруг печей предусмотрена правилами техники пожарной безопасности. Из-за очень близкого расположения этой области к печи и продолжительного поддержания высокой температуры (по сути, открытому огню) стены могут нагреться до такой степени, что произойдет пожар. И это не говоря о том, что если близко находиться возле такой стены, можно запросто получить сильнейший ожог.

Сегодня для обшивки стен вокруг печей в качестве основного материала используется огнестойкий гипсокартон. Это листовой или плитный материал, который обладает повышенной пожаро- и огнестойкостью и армирован стекловолокном. Иногда используются огнеупорные минеритовые плиты, состоящие из цемента и минерального волокнистого материала (не асбеста) или стальные листы.

Футеровка и отделка огнеупорными материалами

Футеровка представляет собой облицовку защитными огнеупорными материалами. Она защищает конструкции не только от огня и высоких температур, но и от механических, физических, а иногда и химических воздействий. Чаще всего футеровке поддаются топки печей, отдельные части водонагревательных и паровых котлов.

Отделка огнеупорными материалами больше характерна для облицовки домашних печей и каминов, а также стен вокруг них. Поскольку материал должен не только выполнять свои непосредственные функции, но еще и декоративные, традиционно он имитирует природный камень или обычный кирпич. Облицовка может быть из жаропрочной керамики, керамогранита. Состоит из смеси природных материалов с теплоизоляционными свойствами.

Производство, изготовление огнеупорных материалов

Общая технология производства огнеупоров состоит из нескольких стадий. На начальной стадии проводится подготовка сырья и его очистка от посторонних примесей.

Затем сырье измельчается, просеивается, смешивается в строго определенных пропорциях. Далее, изделиям придается форма (чаще всего кирпича, который по размерам чуть меньше красного или силикатного). Затем, идет – сушка и обжиг.

После получения готовой продукции, еще проводится отбраковка некондиционных изделий, которые могут повторно использоваться, как огнеупорный лом.

Футеровочные работы проводятся посредством нанесения на внутреннюю поверхность изделия специального материала, который обладает огнестойкими свойствами и стойкостью к истиранию.

Огнеупоры обладают множеством качеств, которые необходимы для продления срока службы изделий. К этим качествам можно отнести повышение теплостойкости и огнестойкости материала.

Подобные огнеупоры хорошо переносят различные химические воздействия и являются отличным изоляционным материалом, а также обладают минимальной электропроводностью.

Производители и поставщики огнеупорных материалов

Среди мировых производителей, предлагающих термостойкие и огнеупорные материалы для промышлености и бытовых целей, можно выделить компании:

Для массового строительства на российском рынке применяют кирпич отечественного производства и другие огнеупорные материалы, которые практически не отличаются от иностранных аналогов, а иногда и превосходят.

Например, при производстве огнеупорных материалов ООО «Огнеупор» включает три цеха: цех шамотных изделий, цех специзделий и цех магнезиально-доломитовых огнеупоров. ЗАО «КЭМП» специализируется на розничной и оптовой поставке огнеупорных материалов по России и со склада в Москве.

Среди крупных отечественных производителей можно отметить:

Заводы огнеупорных и абразивных материалов

Заводы по производству абразивных и огнеупорных материалов в России достаточно распространены. Они построены в Екатеринбурге (частное предприятие), Челябинске (больше специализируется на изготовлении абразивов), городе Волжском Волгоградской области.

Многие предприятия не только в России пользуются продукциями этих предприятий. Заводы занимаются не только производством, но и поставками своей продукции.

Компании, у которых можно купить оптом огнеупорные материалы

Основными производителями огнеупоров на территории бывшего Советского Союза являются Россия и Казахстан.

В Казахстане в настоящее время ведущими производителями и дилерами огнеупорных материалов являются компания «PTS Engineering» в Алматы и «Романовский кирпичный завод» по производству керамического кирпича в Астане.

В России – это:

Поставку огнеупорных материалов можно заказать на заводах-изготовителях. Кроме того, строительные заводы и дилеры крупных предприятий, предлагающие огнеупорную продукцию оптом, есть в каждом регионе страны.

Огнеупорные материалы

Огнеупорные материалы (огнеупоры) — это материалы, изготовляемые на основе минерального сырья и отличающиеся способностью сохранять без существенных нарушений свои функциональные свойства в разнообразных условиях службы при высоких температурах. Применяются для проведения металлургических процессов (плавка, отжиг, обжиг, испарение и дистилляция), конструирования печей, высокотемпературных агрегатов (реакторы, двигатели, конструкционные элементы и др). Огнеупоры бывшие в употреблении называются огнеупорным ломом и используются в переработке.

Большинство огнеупорных изделий выпускают в виде простых изделий типа прямоугольного параллелепипеда массой в несколько килограммов. Это универсальная форма для выполнения футеровки различной конфигурации. На сегодня в огнеупорной промышленности происходит уменьшение выпуска огнеупоров в виде простых изделий и соответствующее увеличение производства огнеупорных бетонов и масс.

Огнеупорные материалы отличаются повышенной прочностью при высоких температурах, химической инертностью. По составу огнеупорные материалы это керамические смеси тугоплавких оксидов, силикатов, карбидов, нитридов, боридов. В качестве огнеупорного материала применяется углерод (кокс, графит). В основном это неметаллические материалы, обладающие огнеупорностью не ниже 1580°C, применяются практически везде где требуется ведение какого-либо процесса при высоких температурах.

Содержание

История

Ещё на заре человеческой культуры с получением огня появилась необходимость в огнеупорных материалах. В результате тысячелетий развития человеческого общества и его культуры огнеупорные материалы стали основой современных доменных, сталеплавильных, медеплавильных, цементно-обжигательных, стекловаренных и других печей.

Читайте также:  Радиаторы отопления Oasis

Огнеупоры в виде кирпичей, изготовляемых из огнеупорных глин и каолинов, стали производить после появления доменных печей. В России — приблизительно в середине XVII века. При Петре I значительное количество такого кирпича делали из подмосковных глин. На протяжении первой половины XIX вв. производство огнеупоров развивалось преимущественно на металлургических заводах, будучи дополнением к общей направленности. Конечно, это пагубно влияло на производство, так как затормаживало работу и распыляло промышленный потенциал, однако из-за аграрной направленности страны эта проблема не решалась в течение долгого времени. Промышленная Европа, претерпевшая к XIX веку индустриальный переворот, имела в своём распоряжении вовсю работающие огнеупорные заводы, основанные ещё в период Наполеоновских войн. По данным БСЭ, первое специализированное производство огнеупоров было организовано в Германии в 1810 году.

С резким развитием промышленности и выдвижением класса буржуазии на решающие политические и общественные роли, Российская империя интересуется уже не кустарным производством огнеупорных материалов, а специализированной ветвью, которая должна быть основой огнеупорной промышленности. Первыми шагами в данном вопросе стало создание первых заводов: Белокаменский огнеупорный завод в Брянцевке (ныне г. Соледар) (1893 г.) и огнеупорный завод в Латиой (1897 г.) имеющие узкую огнеупорную специализацию.

Производство огнеупоров в бывшем Советском Союзе сосредоточено в трёх основных промышленных районах: Южном (Белокаменка, Часов Яр), Центральном (Подольск) и Уральском (Первоуральск, Богданович).

На сегодняшний момент, наличие огнеупорной промышленности и качество огнеупоров в той или иной стране характеризует степень её индустриализации. Из более 212 стран мира, огнеупорная промышленность имеется только в 35 странах. Более половины мирового производства приходится на долю СНГ и США.

Классификация

Огнеупорные материалы бывают штучными изделиями (блоками) и неформованными. К последним относят наварочные материалы, мертели, засыпки и другие специальные набивные и формуемые массы, в том числе применяемые для производства огнеупорных бетонов и торкретирования.

Огнеупоры разделяют по следующим признакам:

Классификация по формам и размерам

Классификация по способу формования

Классификация по огнеупорности

Классификация по пористости

Классификация по химико-минеральному составу

Следует различать кислые, нейтральные и основные огнеупоры. Более детальная классификация производится по их химическому составу:

Область применения

Огнеупоры имеют очень много областей применения, но всех их можно разбить на две основные группы, это огнеупоры (огнеупорные изделия, например, кирпич) общего назначения, и огнеупоры, спроектированные специально для какого-либо теплового агрегата. Огнеупорные материалы применяются в металлургической, стекольной, сахарной, машиностроительной, химической промышленности, а также во всех других отраслях, где проходит работа с применением доменных, шахтных и вращающихся печей.

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое “Огнеупорные материалы” в других словарях:

огнеупорные материалы — Материалы гл. обр. на основе минерального сырья, обладающие огнеупорностью и способностью противостоять действию агресс. газов, а тж. металлич. и шлак. расплавов (огнеупорные глины, каолины, магнезит, кварцит и др.).… … Справочник технического переводчика

ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ — (огнеупоры), материалы на основе минер. сырья, отличающиеся способностью сохранять свои св ва в условиях эксплуатации при высоких т рах; служат в качестве конструкц. материалов и защитных покрытий. Сырье для О. м. простые и сложные оксиды (напр … Химическая энциклопедия

огнеупорные материалы — [refractory materials] материалы главным образом на основе минерального сырья, обладающие огнеупорностью и способностью противостоять действию агрессивных газов, а также металлических и шлаковых расплавов (огнеупорные глины, каолины, магнезит,… … Энциклопедический словарь по металлургии

Огнеупорные материалы — (Materiaux réfractaires, feuerfeste Steine). Так как обыкновенные кирпичи из глины не выдерживают сильного жара, могущего развиваться в печах при горении топлива (например, белого каления около 1300°), потому что или просто плавятся ( текут , как … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Огнеупорные материалы — (Materiaux réfractaires, feuerfeste Steine). Так как обыкновенные кирпичи из глины не выдерживают сильного жара, могущего развиваться в печах при горении топлива (например, белого каления около 1300°), потому что или просто плавятся ( текут , как … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

огнеупорные материалы — огнеупоры … Cловарь химических синонимов I

Материалы огнеупорные — – материалы на основе минер. сырья, отличающиеся способностью сохранять свои св ва в условиях эксплуатации при высоких т рах; служат в качестве конструкц. материалов и защитных покрытий. Сырье для О. м. простые и сложные оксиды (напр., SiO2 … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Материалы — [materials] (Смотри также Сплавы): Абразивные материалы используется в виде зерен, скрепленных связкой в различные по форме и назначению абразивные инструменты, или нанесенные на гибкую основу (ткань, бумагу и др.) в виде шлифовальной бумаги, а… … Энциклопедический словарь по металлургии

Материалы огнеупорные волокнистые — – неформованные огнеупоры, состоящие преимущественно из частиц в форме волокна и предназначенные для использования в качестве теплоизоляции или изготовления огнеупорных изделий. [ГОСТ 28874 2004] Рубрика термина: Строительные материалы… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Огнеупорные волокнистые материалы — Материалы волокнистые огнеупорные – неформованные огнеупоры, состоящие преимущественно из частиц в форме волокна и предназначенные для использования в качестве теплоизоляции или изготовления огнеупорных изделий. [ГОСТ 28874 2004] Рубрика… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Огнеупорные материалы

Огнеупорные материалы – это продукция, изготовленная с использованием минерального сырья. Они характеризуются стабильной структурой при воздействиях пламени, химических реакций и длительной эксплуатации. Их используют на промышленных объектах, где технологические процессы предполагают использование значительных температур, в жилых домах, где применяют тепловые аппараты. Благодаря высоким техническим и эксплуатационным характеристикам, огнеупорные материалы используются на тех объектах, где высоки требования к надежности и долговечности.

Технические и эксплуатационные характеристики

Главное свойство таких материалов – огнеупорность, которое выражает температуру, при которой начинается процесс деформации. Относительно этого значения рассматривается эффективность их использования в тех или иных целях. Кроме этого параметра рассматриваются и другие. А именно – как ведет себя огнеупор под воздействием сильного нагревания:

На заметку! Огнестойкие материалы выдерживают значительные температуры, минимальные значения — +1580 градусов С, максимальные – 3 тысячи градусов С. Продукты, способные сохранять свойства при наибольших температурных параметров, называются сверхогнеупорные.

Классификация

Продукция, стойкая к огню выпускается в различных формах: в плитах, листами, рулонами и есть группа неформатированных материалов. Кроме этого ее подразделяют на виды и по другим признакам:

По размерам и форме:

По способу производства:

По температурам деформации:

По степени пористости:

Разновидности по составу:

Базальтовый огнеупорный изолятор

Сфера применения

Наиболее востребованы огнеупорные листовые материалы. Их назначение определяется размерами и набором свойств конкретной продукции. Преимущественно изделия предназначены для футеровки печных конструкций, котельных, каминов, дымоходных коробов, термоизоляции колонок и котлов отопления, в банях и саунах. Такие защитные экраны разрешают существенно увеличивать ресурс сооружений и оборудования в целом, и отдельных их элементов. Порошковая и формовочная продукция широко используется в приборостроении, для защиты устройств от температур и регуляции режима эксплуатации в соответствии с техническими условиями. Из неформованного сырья производят специальную одежду, например снаряжение для рабочих литейного цеха.

Негорючий огнеупор на основе оксида магния

Производство ОЛМ

Производство огнеупорных материалов начинается с подготовки сырья. Часто рабочие вручную выбирают из него загрязнения и примеси. Далее сырье размельчают и просеивают. Затем порошок и добавки смешивают в строго определенных дозировках. Смесь форматируют, сушат в естественных или специальных условиях, обжигают.

Следует понимать! ОЛМ изготавливаются из природного и искусственного сырья. Подбираются максимально совместимые химические и минеральные вещества. Структура, плотность, пористость и прочность нужных параметров формируется с помощью конкретной технологии.

Огнестойкая продукция различается по видам сырья:

ОЛМ для стен

ОЛМ применяют при строительстве зданий и сооружений. Такая продукция представлена в широко ассортименте. Максимально востребован бетон, он доступен, удобен в использовании и безопасен для здоровья человека. Огнестойкий листовой материал часто используется для обшивки стен и потолков помещений. Такая отделка существенно увеличивает пожарную безопасность, и используется на объектах с высокими требованиями по ППБ. Разновидностей много, самые популярные типы:

Есть ОЛМ, которые не следует использовать в помещениях, где находятся люди, например базальтовые плиты с добавлением формальдегидных смол. При достижении показателей в +300 градусов С они начинают выделять ядовитые вещества и токсины.

Огнеупорный высокопрочный кирпич

ОЛМ для бани

В саунах и банях устанавливают защитные огнеупорные экраны для печей. Теплоизоляционные конструкции изготавливаются из различных огнеупоров. В продаже они представлены более двумя десятками композитов и керамик. Они стойки не только к высоким температурам, но и к агрессивным газовым средам. Материалы изначально разрабатывались для использования в критических промышленных условиях, а затем адаптировали к бытовым особенностям. Согласно ТУ и ГОСТ они классифицируются по следующим позициям:

Важно! Официально металл не является огнеупорным изолятором, но его часто используют в этом качестве для защиты конструкций здания от тепла и пламя печей и каминов. Сталь имеет наиболее высокие параметры коэффициента отражения тепла, ей не страшны резкие и значительные температурные перепады.

Резюмируем

Огнеупорные листы – высоко востребованная продукция на производстве и в быту. Но их не нужно оценивать, только как пожарную защиту. Продукцию наделяют дополнительными свойствами, что разрешает использовать ее в различных сферах. Делая такой выбор, нужно понимать, что важна совокупность характеристик, в противном случае покупка экономически нецелесообразна.

Читайте также:  Полочки для специй на кухню: деревянные полки для приправ своими руками

Огнеупорные материалы. Виды и функции

Огнеупоры – это строительные материалы способные не расплавляться и не терять своих свойств при соприкосновении с огнем или высокими температурами. Их изготавливают из минерального сырья и используют в качестве строительных и изоляционных материалов.

Какие существуют группы огнеупорных материалов ?

1. По своей структуре огнеупорные материалы можно разделить на две большие группы: неформованные и формованные.

2. По виду термической обработки огнеупорные материалы могут быть безобжиговые и обожженные.

3. По химическому составу огнеупорные материалы бывают следующих типов:

Содержат в своем составе А12О3. В зависимости от его процентного содержания они имеют разные свойства. Материалы с низким содержанием оксида алюминия редко применяются в производстве, но перспективны как изоляционный материал. А вот шамоты, в составе которых оксид алюминия присутствует в количестве от 28 до 45%, используют для футеровки производственных печей и топок. Если содержание А12О3 в огнеупорных материалах превышает 45%, то мы говорим о высокоглиноземистых огнеупорах. Их используют в металлургической промышленности.

Содержат в своем составе ZrO2. Часто они имеют волокнистую структуру и выпускаются в форме плит или блоков. Если содержания оксида циркония превышает 93%, то такие материалы называются динасовыми огнеупорами. Их применяют для строительства печей, используемых при производстве металла.

Содержат в своем составе MgO. Они имеют высокие показатели огнестойкости и широко применяются в металлургической промышленности.

Содержат в качестве одного из компонентов углерод. Их отличает высокая теплопроводность и стойкость по отношению к шлакам и расплавленным металлам. К этой категории относятся угольные и графитированные блоки, пирографит.

Изготавливаются на основе бодделеита ZrO2 (ZrO2) и циркона (ZrSiO4). Отличаются

высокой огнеупорностью и используются в качестве нагревательных элементов в различных приборах.

Использование огнеупорных материалов в быту

В быту огнеупоры используют в качестве строительных материалов для печей и каминов и для защиты элементов здания от открытого огня и высокой температуры при обустройстве отопительных систем.

1. Для постройки печей и каминов используют тугоплавкие блоки и плиты, которые могут выдерживать постоянный контакт с открытым огнем и не терять при этом прочность и другие свои свойства. К ним относятся:

По-прежнему, одним из самых популярных материалов для строительства печей является огнеупорная глина, в которой содержание кремния и алюминия идеально сбалансировано природой.

2. Изоляционные листовые материалы выдерживают недолгий контакт с огнем или высокой температурой. Их производят в форме листов или рулонов для простоты монтажа. Таким образом процедура облицовки стен в помещении, где установлен котел, значительно упрощается. Чаще всего с этой целью используют:

Важно помнить, что не все огнеупорные материалы можно использовать в жилых помещениях. Например, плиты из базальтового волокна содержат формальдегидные смолы и при высоких температурах выделяют токсичные вещества.

Большинство огнеупоров, применяемых в промышленности, также не подходят для бытовых нужд, так как быстро разрушаются при резкой смене температур.

Огнеупорные материалы

Огнеупорные материалы – общее название веществ и товаров, которые не воспламеняются при нагревании до 1580 °C или выше. Они изготовлены на основе ряда оксидов, графита, силицида, сиалонов, нитридов и других минеральных добываемых веществ. В общем случае, они должны соответствовать следующим требованиям:

малая теплопроводность (в идеальном случае, обратная сторона футеровки, листа, кирпича не должна быть горячей);

стойкость к объемному и линейному расширению;

стойкость к агрессивным средам;

Классификация огнеупорных материалов и веществ

Сегодня существует несколько вариантов классификации огнеупорных материалов. Так, например, по способу получения их делят на спечённые и плавленные. Первые изготавливают методом спекания мелких частиц, что предопределяет неоднородность их структуры. Плавленые огнеупорные изделия изготавливают методом литья, что повышает качество за счет однородности структуры, меньшего объема, отсутствия рассыпания под нагрузкой и других моментов.

В зависимости от химического состава огнестойкие вещества делят на 4 основные группы:

Кремнеземистые огнеупоры, состоящие на 90% и более из оксида кремния. Сюда относят динасовые изделия для футеровки печей, а также кварцевое стекло, идущее на изготовление лабораторной и термостойкой посуды.

Алюмосиликатные изделия, изготавливаемый на основе оксидов кремния и алюминия. В зависимости от соотношения между ними подобные вещества делят на шамотные, высокоглинозёмистые и шамотные.

Магнезиальные вещества, изготовленные на основе оксида магния, который при производстве подвергается обжигу при нагреве до 1900 °C. Чаще всего такие огнеупорные материалы покупают металлургические предприятия, что обусловлено как их хорошими характеристиками, так и стойкостью к контакту со шлаковыми массами и расплавленной сталью.

Хромистые составы, которые изготавливают из хромита, имеющего температуру плавления на уровне 2180 °C. Их преимущество состоит в хорошей стойкости к шлакам, имеющим кислую или основную среду, что делает подобные огнеупорные материалы идеальными для металлургии.

Углеродистые вещества, выполненные на основе свободного углерода. Огнеупорность различных видов таких материалов может достигать 3800 °C (последнее касается кристаллической разновидности графита). Это определило их сферу применения в атомной энергетике, цветной и черной металлургии и других.

По степени огнеупорности подобные вещества делят также на 4 основные группы:

огнеупорные (максимально допустимый нагрев до 1770 °C);

высокоогнеупорные (до 2000 °C);

высшей огнеупорности (до 3000 °C);

сверхогнеупорные (стойкость при температуре выше 3000 °C).

Классификация веществ в зависимости от вида

По этому параметру делят на формованные и неформованные. Первые могут представлять штучные изделия прямоугольной или сложной формы, которые отличаются по толщине, форме, размерам. Их используют для выполнения следующих работ:

защита ракет, самолетов, рабочих поверхностей двигателей от контакта с сильно нагретыми элементами;

футеровка реакторов атомных электростанций;

выкладка котлов тепловых электростанций;

возведение сводов, стен и других элементов сталеплавильных конвертеров, доменных печей.

В зависимости от количества пор все подобные изделия делят на восемь классов, начиная с особенно плотных, где пористость не превышает 3%, и заканчивая ультрапористыми, где на поры приходится 75 и более процентов объёма.

Неформованные огнеупорные материалы могут идти для создания и текущего ремонта защитных покрытий. Они имеют вид порошка или однородной массы, которую можно использовать для обмазывания поверхностей, заполнения швов между формованными элементами при выполнении кладки. Их использование обеспечивает монолитность защитного слоя, позволяет повысить пожарную безопасность и стойкость монолитных железобетонных конструкций при контакте с пламенем, когда сталь быстро теряет свою прочность.

Сфера применения

Подобные вещества используют, в основном, в сферах промышленности, где технологией предусмотрен сильный нагрев. Речь, в первую очередь, о следующих отраслях:

черная и цветная металлургическая промышленность;

стекольная промышленности и так далее.

Использование огнеупоров решает здесь одновременно несколько задач:

обеспечение пожарной безопасности;

снижение тепловых потерь при работе оборудования;

улучшение условий труда и предотвращение травматизма.

Основные характеристики огнеупоров

Качество готовых изделий зависит от характеристик материала. Ключевыми из них являются:

степень деформации при высокой температуре;

постоянство объема и формы;

Рассмотрим их более подробно.

Огнеупорность

Под ней подразумевается способность выдерживать повышенную температуру без деформации под действием собственного веса. При нагреве огнеупор сначала немного размягчается из-за плавления части его компонентов. Если нагрев продолжается, то в жидкую фазу начинает переходить основной материал. Интересно, что в полный переход из твердого состояния в жидкое может наблюдаться в течение сотен градусов, поэтому ключевой характеристикой здесь является температура размягчения.

Термическая стойкость

Под этим параметром подразумевается отсутствие разрушения огнеупорного материала при резком изменении температуры, что актуально при их использовании в печах, работающих в периодическом режиме. На термическую стойкость влияет коэффициент теплопроводности, пористость, размер зерен, коэффициент расширения и некоторые другие факторы.

Для определения стойкости опытный образец выдерживают при температуре 850 °C в течение 40 минут, а затем охлаждают на воздухе либо сначала в воде, а потом на воздухе. Затем цикл повторяется. Завершается исследование при потере массы сразу на 20% (основной причиной становится откалывание отдельных кусков). Конкретное значение термической стойкости равно количеству выдержанных до этого циклов.

Химическая стойкость

Под этим параметром понимается возможность огнеупорных материалов противостоять разрушению со стороны веществ, которые образуются в печи плавления (пыль, шлаки, металл, газ, пар). Самое сильное негативное воздействие оказывают шлаки, которые могут иметь кислую, основную либо нейтральную среду. По этому фактору все огнеупоры делят на 3 группы:

Кислые, содержащие большое количество оксида кремния. Они хорошо выдерживают контакт с соответствующими шлаками, восстановительными и окислительными газами, но быстро разрушаются под действием основных шлаков.

Основные, содержащие известь, доломит, магнезит и другие щелочные окислы. Подобные огнеупоры, наоборот, хорошо выдерживают контакт с основными шлаками, но довольно быстро теряют характеристики при контакте с кислыми.

Нейтральные, содержащие аморфные окислы (например, хромистый железняк). Подобные материалы относительно неплохо выдерживают контакт и с кислыми, и с основными шлаками.

Степень деформации под нагрузкой

При футеровке на огнеупорные материалы оказывается сжимающее усилие, которое при повышении температуры растет. Сильная деформация вызывает ускоренное разрушение готового покрытия, поэтому этот параметр указывается в обязательном порядке. Для его практического определения используют специальные испытания, позволяющие построить график зависимости между температурой и изменением высоты тестового цилиндра.

Постоянство объема и формы

При нагреве любые вещества расширяются, а при охлаждении наоборот уменьшаются в объеме. Величина термического расширения у большинства огнеупорных изделий минимальна, но есть и некоторые исключения. Например, у шамотных кирпичей и аналогичных изделий из-за уплотнения и образования небольшого количества жидкой фазы возникает небольшая усадка, которая ведет к увеличению размеров швов в кладке. Динасовые изделия, наоборот, при нагреве увеличиваются из-за продолжения перекристаллизации, что делает швы еще плотнее.

Электропроводность

Это ключевой параметр для огнеупоров, которые используют для футеровки электрической плавильной печи. При нормальной температуре подобные изделия выступают как хорошие качественные диэлектрики, но при нагреве их электропроводность постепенно растет. Исключением являются пористые огнеупоры, у которых показатель электропроводности при нагреве наоборот уменьшается.

Теплоёмкость

Этот показатель определяет скорость охлаждения и нагрева, расходы на электроэнергию. Он важен для печей периодического действия. На практике теплоемкость огнеупоров находится в диапазоне 0,8-1,5 кДж/кг × К.

Особенности изготовления огнеупорных материалов

В состав подобных изделий кроме непосредственно сырья, имеющего высокие огнеупорные характеристики, входит ряд компонентов и пластификаторов, способствующих созданию в готовой продукции устойчивых связей и необходимой молекулярной структуры. В большинстве случаев процесс производства включает следующие этапы:

предварительная тепловая обработка;

приготовление шихты с ведением модификаторов, пластификаторов;

формирование штучных изделий с помощью литья, экструзии или прессования (если речь про изготовление неформованных изделий, то эта стадия отсутствует);

предварительная сушка для удаления лишней влаги и набора определенной начальной прочности;

обжигание в печи для придания прочности и формирования необходимой структуры;

контроль качества изделия и его упаковка.

Ключевым этапом при производстве остается процесс обжига, который включает три этапа:

постепенное повышение температуры, уровень которой зависит от конкретного химического состава огнеупорного материала;

поддержание температуры на определенном уровне в течение длительного времени;

постепенное охлаждение изделий.

Перед началом обжига огнеупор представляет массу крупинок или зерен. С повышением температуры появляется жидкий расплав, который смачивает и пропитывает эти крупинки, формируя плотный монолитный кристаллический сросток. Одновременно изделие приобретает высокую механическую прочность и избавляется от рыхлости. Происходит это за счет перекристаллизации состава при температуре ниже той, при которой начинается плавление.

Особенности хранения и транспортировки

На долговечность и качество огнеупоров большое влияние оказывает соблюдение правил транспортировки и хранения. Для перевозки важно укладывать изделия плотно с дополнительным расклиниванием деревянными клиньями, которые предотвращают их удары друг о друга. Если речь о порошках и мертелях, то их можно перевозить навалом, в контейнерах либо бумажных мешках.

При хранении следует учитывать, что при частых увлажнениях и высыханиях, замерзании и оттаивании характеристики огнеупорного материала для металлургии и других сфер могут сильно ухудшаться. Так, например, уже через год при хранении на свежем воздухе в зависимости от конкретного вещества, выступающего в качестве основы, сопротивление сжатию может достигать всего 30-35% первоначального. Идеальным местом для хранения огнеупорных изделий остается закрытый склад.

Использование огнеупоров в быту

Отдельную группу подобных материалов составляют бытовые изделия, которые используют в бытовых условиях. Речь о печах, саунах, банях и других помещениях, где важно оградить стены от контакта с высокой температурой. В этом случае используют ряд огнеупоров в виде плит или картона, которые дополнительно отражают тепло, защищая подобным образом стены и другие поверхности от нагрева. На практике чаще всего используют следующие:

Фиброцементные плиты, которые состоят из бетона с фиброй и не содержат асбестовое волокно.

Асбокартон, изготавливаемый на базе хризолитового асбеста и легко выдерживающий температуру до 500 °C. Дополнительно материал имеет хорошую стойкость к контакту со щелочами и механическим повреждениям.

Базальтовый картон или плита, которые изготавливают на основе натурального сырья. Их преимущество в возможности выдержать нагрев до 900 °C тепла и полная безопасность. Чаще всего базальтовые плиты или картон используют вместе с фольгой, которая отражает тепло.

Минеритовые плиты, которые относят к категории универсальных. Последнее стало возможным как за счет хорошей огнестойкости, так и бактериологической инертности, хорошей влагостойкости.

Стекломагниевые листы, изготавливаемый из стеклоткани, в которую добавляют в качестве связующего компонента вещества на основе магния.

Вне зависимости от ситуации подобрать подходящие огнеупорные материалы с учетом специфики эксплуатации на выгодных условиях можно в нашей компании. Мы гарантируем высокое качество всей продукции и оперативную поставку.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *