Rongsheng refractory

С ростом потребности промышленного производства в высокотемпературном оборудовании огнеупорные материалы находят всё более широкое применение в таких областях, как промышленные печи, тепловые установки, высокотемпературные трубопроводы и т.д. Среди них огнеупорная бетонная смесь и торкрет масса часто упоминаются как два распространенных типа огнеупорных материалов. Однако многие не до конца понимают разницу между этими двумя материалами. В данной статье будет проведено подробное сравнение и анализ различий между огнеупорной литой массой и огнеупорным напыляемым покрытием.

 

• Состав и характеристики материалов

Огнеупорная бетонная смесь представляет собой гранулированный или сыпучий материал, изготовленный по определённой технологии из различных огнеупорных материалов, связующих веществ и добавок. Она может использоваться при высоких температурах, обладает хорошей огнеупорностью и структурной прочностью. Огнеупорная бетонная смесь может укладываться методом литья, обладает хорошей текучестью и подходит для футеровки печей различных форм и конструкций сложной конфигурации.

Торкрет масса — это огнеупорный материал, наносимый методом напыления. Он состоит главно из мелких огнеупорных заполнителей, связующих веществ и добавок. Оно может использоваться при высоких температурах, обладает хорошей термостойкостью и износостойкостью. торкрет масса удобно в нанесении, может применяться на основаниях различной формы и позволяет формировать толстые покрытия.

 

• Области применения и методы использования

Огнеупорная бетонная смесь в основном используется в качестве основного материала для строительства различных высокотемпературных установок, таких как металлургические печи, стекловаренные печи, керамические печи и т.д. Она может служить материалом футеровки печи, обеспечивая теплоизоляционные свойства и структурную прочность в высокотемпературных условиях. При использовании огнеупорная бетонная смесь требует определенной обработки и подготовки, такой как перемешивание, смешивание, заливка и т.д., а сроки construction относительно длительны.

торкрет масса в основном используется для поверхностной защиты и ремонта футеровки печи, например, нагревательных печей на металлургических предприятиях, оборудовании для цветной металлургии и т.д. Оно может служить материалом покрытия, обеспечивая износостойкость и термостойкость в высокотемпературных условиях. При использовании торкрет масса может наноситься непосредственно на поверхность основания, что удобно и быстро, подходит для работ на больших площадях и быстрого ремонта.

 

• Заключение и перспективы

В заключение, хотя и огнеупорная бетонная смесь, и торкрет масса являются огнеупорными материалами, между ними существуют определенные различия в составе материалов, областях применения и методах использования. Огнеупорная бетонная смесь, как основной материал, в основном используется для строительства структур футеровки высокотемпературного оборудования; в то время как торкрет масса, как материал для поверхностной защиты, в основном используется для защиты и ремонта поверхности футеровки. На практике необходимо выбирать подходящий огнеупорный материал в зависимости от конкретных условий эксплуатации и рабочих environment, чтобы достичь оптимального эффекта.

С постоянным прогрессом технологий и повышением потребностей в применении исследования огнеупорной литой массы и напыляемого покрытия также постоянно углубляются. В будущем, с постоянным появлением новых материалов и расширением областей применения, огнеупорная бетонная смесь и торкрет масса будут применять в более широком диапазоне областей. В то же время, с углублением концепции зеленого развития, экологические требования и требования устойчивого развития к огнеупорным материалам становятся всё выше. Поэтому будущие огнеупорные материалы должны уделять больше внимания экологическим характеристикам и устойчивому развитию, активно способствовать исследованиям и применению экологически чистых огнеупорных материалов.

1. Огнеупорный кирпич для футеровки сталеплавильных ковшей

Конструкция огнеупорных материалов для сталеплавильных ковшей должна соответствовать различным требованиям к эксплуатационным характеристикам в зависимости от зоны применения. Футеровка обычно делится на рабочую футеровку, постоянную футеровку и безопасную (резервную) футеровку. Для каждой зоны необходимы индивидуальные огнеупорные решения.

Огнеупорный кирпич для футеровки сталеплавильных ковшей классифицируются по материалу и назначению:

• Высокоглинозёмистый кирпич
  Сырьё: боксит с высоким содержанием Al₂O₃
  Преимущества: повышенная огнеупорность и шлакоустойчивость

• Магнезитовый кирпич(наиболее распространён)
  Магнезитовый кирпич обладает превосходной стойкостью к основным шлакам и широко применяется в шлаковых зонах.

• Алюмомагнезито-углеродистый кирпич(АМУ кирпич/AMC кирпич)
  Высокопроизводительное решение, сочетающее глинозём, магнезит и углерод, обладающее превосходной стойкостью к шлаку и термической стойкостью.

• Магнезито-углеродистый кирпич(Периклазоуглеродистый кирпич)
  Высокопроизводительное решение, сочетающее глинозём, магнезит и углерод, обладающее превосходной стойкостью к шлаку и термической стойкостью.

Алюмомагнезито-углеродистый кирпич(АМУ кирпич/AMC кирпич)

Среди всех огнеупорных материалов для сталеразливочных ковшей алюмомагнезито-углеродистый кирпич считается прорывной инновацией. Благодаря выдающимся характеристикам он широко применяется для футеровки ковшей, особенно в шлаковой зоне и зоне удара:

• Высокая термическая стойкость: содержание углерода минимизирует расслоение при частых перепадах температур.
• Сильная коррозионная стойкость: оксид магния обеспечивает высокую устойчивость к основным шлакам, богатым CaO.
• Снижение загрязнения стали: меньший риск образования включений по сравнению с другими видами кирпича.
• Увеличенный срок службы: АМУ-кирпич способствует продлению времени эксплуатации ковша и сокращению простоев.

Неформованные огнеупоры

Помимо кирпича, для ремонта и отдельных зон ковша применяются монолитные материалы. К ним относятся:

• Бетонные смеси: высокоглиноземистые бетонные смеси для рабочей футеровки.
• Торкрет-материалы: используются для горячего ремонта с целью продления срока службы ковша.
• Набивные массы: подходят для ответственных стыков и локального ремонта.

---

2. Зонирование огнеупорных материалов в сталеразливочном ковше

Типичная футеровка ковша разделена на различные зоны, каждая из которых требует специфического огнеупорного решения:

• Полустойка/нижняя часть: подвержена механической эрозии и термическим напряжениям. Используется магнезито-углеродистый или глинозёмистый кирпич.
• Шлаковая зона: наиболее агрессивная область, подверженная воздействию шлака и высоких температур. Алюмомагнезито-углеродистый (АМУ) кирпич является оптимальным выбором.
• Боковая стенка: испытывает умеренные термические нагрузки и разбрызгивание шлака. Обычно применяется высокоглинозёмистый или АМУ-кирпич.
• Зона удара (вокруг выпускного отверстия): подвергается высокой турбулентности и механическим ударам при разливке стали. Рекомендуется использовать более прочный MgO-C или АМУ-кирпич.
• Постоянная футеровка: выполняется из экономичных высокоглинозёмистых кирпичей для защиты стального корпуса и обеспечения структурной стабильности.

Путем оптимизации огнеупоров для каждой зоны металлургические предприятия могут продлить срок службы ковша и снизить расход материалов.

---

3. Современные материалы

В тексте упомянуты инновационные решения:

• Усовершенствованный АМУ-кирпич с добавлением антиоксидантных добавок (Al, Si, B₄C) для повышения окислительной стойкости.
• Использование высокочистого оксида магния: снижение примесей, повышение шлакостойкости.
• Керамоволокнистые маты (до 30% энергосбережения)
• Легковесные огнеупоры с пористой структурой
• Наномодифицированные составы (Al₂O₃-ZrO₂-SiO₂)

---

4. Выбор надёжного партнёра по огнеупорам

Как поставщик огнеупорных материалов с более чем 20-летним опытом производства и строительства, мы предлагаем вам следующие услуги:

• Высококачественные огнеупорные кирпичи для ковшей и АМУ-кирпичи, адаптированные к конкретным условиям эксплуатации.
• Технические экспертные знания в области монтажа, обслуживания и управления шлаковым режимом.
• Индивидуальные решения, отвечающие уникальным производственным требованиям.
• Послепродажную поддержку, включая анализ износа и рекомендации по ремонту.

Надёжный партнёр гарантирует, что металлургическое предприятие достигнет максимальной эффективности в эксплуатации сталеразливочных ковшей.

I. С точки зрения материаловедения

1. Несоответствие коэффициентов термического расширения (КТР)

   • Разница КТР между спинелью (MgAl₂O₄) и цементной матрицей создает межфазные напряжения
     *Пример: КТР спинели ≈7.6×10⁻⁶/°C vs алюминатного цемента ≈8.5×10⁻⁶/°C*

2. Фазовые превращения при высокой температуре

   • При 1500°C возможны:

     • Разложение цементной фазы (CA₂ → CA₆ + CaO)

     • Реакция спинели с примесями SiO₂ с образованием легкоплавких фаз (например, анортит)

3. Напряжения от спекания

   • Недостаточно предварительно обожженные спинелевые заполнители продолжают уплотняться при нагреве, вызывая усадочные трещины

II. Факторы технологического контроля

Вагранка — это оборудование, используемое в основном для плавки чугуна. Рабочая температура обычно составляет 1400–1600°C, а конструкция включает дно, шахту, переднюю печь и перемычку. Для стабильной работы в условиях высоких температур, абразивного износа и химической эрозии критически важен правильный выбор огнеупоров.

---

1. Огнеупоры для днища

Дно вагранки контактирует с расплавленным чугуном и несет полную нагрузку, поэтому требует материалов с высокой стойкостью к эрозии и механической прочностью.

• ASC (Al2O3-SiC-C)-трамбовки и углеродистые трамбовочные материалы: Обладают превосходной стойкостью к чугуну и высокой температурной прочностью, продлевая срок службы.

---

2. Огнеупоры для шахты

Верхняя часть шахты

Подвергается механическим ударам при загрузке шихты.

• Пустотелые чугунные кирпичи (с заполнением кварцевым песком): Для устойчивости к ударам и износу.

Нижняя часть шахты

Контактирует с чугуном и шлаком, требует стойкости к эрозии.

• Магнезито-хромитовые кирпичи (MgO-Cr₂O₃) или магнезитовые кирпичи (MgO): Высокая химическая инертность.

Другие зоны шахты

• Шамотные (глинистые) кирпичи или полукислые кирпичи: Для участков с умеренными температурами.

• Теплоизоляционные материалы (например, шамотные легковесные кирпичи или кирпичи с микросферами): Для снижения теплопотерь.

---

3. Передняя печь и перемычка

• Шамотные или высокоглиноземистые кирпичи (Al₂O₃ ≥ 48%): Основная кладка.

• ASC-трамбовки (для зон контакта с чугуном): Устойчивость к эрозии.

• Материалы с высоким содержанием карбида кремния (SiC) (для шлаковых зон): Защита от шлакового воздействия.

---

4. Летка и шлаковая летка

Критические зоны, подверженные воздействию чугуна и шлака.

• ASC-трамбовки или ASC-прессовки: Для шлаковой летки.

• ASC-порошковые массы (пушнины) или ASC-прессовки: Для летки чугуна.

Технология выплавки стали в дуговой печи

Дуговая печь — это оборудование для выплавки стали, использующее электрическую дугу, возникающую между электродами и шихтой. Технический прогресс в этой области в первую очередь связан с внедрением высокомощных печей постоянного тока, а также инновациями в продувке газа через подину и выпуске стали через донное отверстие. Конструкция дуговой печи включает свод, стенки, подину и желоб для выпуска стали, которые совместно обеспечивают процесс плавки. Выбор и применение огнеупорных материалов

▲ Выбор материалов для свода

Свод дуговой печи традиционно выкладывается высокоглиноземистым кирпичом с содержанием Al₂O₃ от 75% до 85%. По сравнению с кремнеземистым кирпичом, высокоглиноземистый отличается превосходной огнеупорностью, термостойкостью и высокой прочностью на сжатие. Благодаря богатым месторождениям боксита в Китае, этот материал стал основным выбором для сводов. Его срок службы в 2–3 раза превышает срок службы кремнеземистого кирпича. Однако с развитием крупных сверхмощных печей долговечность высокоглиноземистого кирпича снизилась, что привело к активному внедрению обожженных и необожженных магнезитовых, а также магнезитохромитовых кирпичей. Также производители предлагают литые огнеупорные сборные элементы, которые отличаются простотой монтажа, монолитностью, устойчивостью к дуговому излучению и отличной термостойкостью.

▲ Выбор материалов для стен

Выбор огнеупоров для стен зависит от зоны печи. Обычно для футеровки стен используются магнезитовый, доломитовый и периклазовый кирпичи, а также необожженные магнезитовые материалы и магнезито-доломитовые набивные массы на битумной связке. Для сверхмощных печей или печей, используемых для выплавки специальных сталей, применяются магнезитохромитовый и высококачественный магнезитовый кирпичи.

Критическими зонами являются участки у шлаковой линии и вблизи дуги («горячие точки»). Раньше здесь использовался магнезитохромитовый кирпич со сроком службы 100–250 плавок. Сейчас широко применяется более термостойкий и шлакоустойчивый магнезитоуглеродистый кирпич, увеличивающий ресурс до 300+ плавок. Для равномерного износа и продления срока службы стен также используются водяные охлаждаемые панели или кожухи с внутренним огнеупорным покрытием, хотя это может повысить энергопотребление.

▲ Выбор материалов для подины

Подина и откосы формируют ванну печи, где собираются шихта и расплав. Поскольку внутренняя футеровка контактирует со шлаком и оксидами железа, образуется деградированный слой, а в восстановительных условиях возможно разрыхление структуры и проникновение металла. Поэтому футеровка должна быть монолитной, плотной, термостойкой, прочной, устойчивой к эрозии, термоударам и иметь стабильный объем.

Для набивной футеровки используется высококачественный магнезитовый или электроплавленный магнезитовый порошок с равномерной толщиной и плотностью. Ниже располагается рабочий слой и постоянная футеровка: рабочий слой выполняется из магнезитового кирпича на смоляной связке, а постоянная футеровка — из магнезитового кирпича. В зоне шлаковой линии на откосах рекомендуется применять те же материалы, что и для «горячих точек» (например, литой или переплавленный магнезитохромитовый кирпич), причем магнезитоуглеродистый кирпич показывает наилучшие результаты.

▲ Материалы для выпускного отверстия

Технология эксцентричного выпуска через подину заменила наклоняемую конструкцию печи на стационарную с выпускным отверстием вместо желоба. Это упрощает механизм наклона, увеличивает площадь водяного охлаждения и снижает износ футеровки. Также уменьшается температура выпуска и сокращается его длительность, что экономит затраты.

• Выпускной кирпич: пропитанный битумом обожженный магнезитовый кирпич.

• Трубный кирпич: магнезитоуглеродистый (15% углерода) на смоляной связке.

• Торцевой кирпич: магнезитоуглеродистый (10–15% углерода) или Al₂O₃-C-SiC кирпич.

• Для обеспечения плавного выпуска используется формовочная смесь на основе оливинового песка.

Периклазошпинельные кирпичи с содержанием Fe ПШПЦ-Fe изготавливаются из высокочистого магнезитового порошка, электроплавленного магнезитового порошка и электроплавленной железо-алюминиевой шпинели в качестве сырья с добавлением предварительно синтезированного микропорошка и комплексного связующего вещества.

Добавление электроплавленной железо-алюминиевой шпинели обусловлено тем, что в процессе обжига огнеупорного кирпича ионы Fe из железо-алюминиевой шпинели диффундируют в матрицу кирпича, образуя твердый раствор периклаза и железо-алюминиевой шпинели. В то же время ионы Mg, диффундируя, взаимодействуют с ионами алюминия в железо-алюминиевой шпинели, образуя магнезиально-алюминиевую шпинель, что способствует улучшению адгезии к настылям и структурной гибкости огнеупорного кирпича.

Цель добавления предварительно синтезированного микропорошка — повышение термостойкости шпинельного кирпича. В предварительно синтезированный микропорошок вводится добавка А, которая создает небольшое количество жидкой фазы в изделии, улучшая его способность к настылеобразованию. Добавка В повышает гибкость кирпича и смягчает напряжения в футеровке печи, улучшая эксплуатационные характеристики кирпича.

Таким образом, Периклазошпинельные кирпичи с содержанием Fe идеально подходят для зоны обжига вращающихся печей.

Сырьевые материалы, используемые для производства периклазошпинельных кирпичей с содержанием Fe, представлены в Таблице 1.

Сырье	MgO %	Al2O3 %	Fe2O3 %	SiO2 %
высокочистый магнезит	≥97	≤0,6	≤1,2
электроплавленный магнезит	≥97	≤0,5	≤0,9
железо-алюминиевый шпинель	54-58	39-44	≤1,5	≤0,5
добавка А	≥45
добавка В	≥98

В зоне обжига крупных вращающихся печей для производства цемента огнеупорные материалы должны иметь равномерное и стабильное покрытие (настыль), чтобы обеспечить нормальную работу печной системы.

В периклазошпинельных кирпичах с содержанием Fe оксиды железа и алюминия легко вступают в реакцию с оксидом кальция из цементного клинкера, образуя низкоплавкие минеральные фазы, такие как дикальциевый феррит (2CaO·Fe₂O₃) и браунмиллерит (4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃). Эти минеральные фазы обладают определенной вязкостью и прилипают к рабочей поверхности огнеупорного кирпича, постепенно формируя равномерное и устойчивое покрытие толщиной около 200 мм.

Длительное и стабильное существование такого покрытия снижает высокотемпературное расплавление и абразивный износ огнеупорного кирпича под воздействием материала, что обеспечивает отличные эксплуатационные характеристики.

Наименование	MgO	Al2O3	Fe2O3	Объемная плотность г/см3	Открытая пористость %	CCS МПа	Термостойкость Раз(вода-смены)	Температура начала размягчения °C
ПШПЦ-Fe	≥85	4,0-6,0	3,5-6,0	2,92-2,96	≤17	≥70	≥100	≥1700
ПХЦ	≥75	–	–	≥3,0	≤18	≥50	≥100	≥1650

 

Почему традиционные периклазохромитовые кирпичи постепенно выходят из эксплуатации в цементных печах?

Токсичность шестивалентного хрома – В условиях высоких температур и сильного воздействия щелочей трехвалентный хром (Cr³⁺) превращается в шестивалентный (Cr⁶⁺), который является высокотоксичным и растворимым в воде, что приводит к загрязнению окружающей среды.

Опасные отходы – Магнезиально-хромитовые кирпичи классифицируются как опасные отходы и требуют специальной утилизации.

Эти факторы делают их менее экологичными по сравнению с современными альтернативами, такими как периклазошпинельных кирпичах с содержанием Fe ПШПЦ-Fe.

Желоб для выпуска чугуна доменной печи является каналом, соединяющим доменную печь с ковшом для жидкого чугуна. Его рабочая среда крайне агрессивна: постоянное воздействие высоких температур, эрозии жидким чугуном и химической коррозии. Поэтому требования к огнеупорным материалам очень строгие. Они должны обладать высокой термостойкостью, износостойкостью и шлакоустойчивостью, а также достаточной механической прочностью и стабильностью.

В процессе эксплуатации желоб подвергается воздействию:

• Эрозии потоком жидкого чугуна,

• Химическому воздействию шлака,

• Окислению воздухом,

• Термическим напряжениям из-за колебаний температуры.

Основной желоб наиболее критичен, так как через него проходит быстрый поток чугуна с высокой температурой, а также совместное воздействие чугуна и шлака. Шлаковый желоб и чугунный желоб подвергаются меньшему воздействию, так как скорость потока ниже, температура меньше, и эрозия огнеупорной футеровки происходит медленнее.

В крупных доменных печах (обычно с 2–3 летками) в основном используют литые огнеупоры (бетоны), а в малых и средних печах (обычно с одной леткой) применяют трамбовочные массы или быстросохнущие литые смеси. Однако благодаря прогрессу в огнеупорных технологиях, даже некоторые малые печи теперь используют литые материалы. Независимо от типа (литые или трамбовочные), огнеупоры для желобов доменных печей в основном представляют собой Al₂O₃–SiC–C-смеси, то есть относятся к низкоцементным или сверхнизкоцементным литым огнеупорам, а также трамбовочным и ремонтным составам.

1. Al₂O₃–SiC–C-литые огнеупоры для желобов доменных печей

С развитием неформованных огнеупоров были разработаны различные связующие системы:

• Глиносвязующие,

• На основе алюминатного цемента,

• Кремнезольные,

• На основе ρ-Al₂O₃,

• На основе фосфата алюминия.

Также были созданы новые типы материалов:

• Беспрогревные литые смеси,

• Быстросохнущие,

• Самотечные,

• Экологически безопасные.

Однако все они остаются в категории Al₂O₃–SiC–C-материалов.

Для ускорения сушки в литые смеси добавляют быстросохнущие добавки или антивзрывные агенты, такие как:

• Алюминиевый порошок,

• Лактат алюминия,

• Полистирольные волокна,

• Углеродные волокна.

Классификация литых огнеупоров для желобов:

• Высококачественные (на основе электроплавленного корунда или табулярного глинозема) – для крупных и средних печей.

• Среднего качества (на основе коричневого электрокорунда) – для малых и средних печей.

• Низкокачественные (на основе высокоглиноземистого шамота).

Использование табулярного глинозема (вместо электроплавленного) в составе литых смесей для шлаковой линии основного желоба значительно снижает растрескивание и отслаивание, улучшает термостойкость и устраняет внутренние напряжения.

Для повышения термостойкости в состав вводят андалузит различной грануляции. С уменьшением размера зерен андалузита снижается пористость, а термостойкость улучшается.

2. Al₂O₃–SiC–C-трамбовочные массы и быстросохнущие литые смеси для малых и средних печей

2.1. Набивные массы

Поскольку малые и средние печи обычно имеют один леточный канал, интервалы между выпусками чугуна короткие, и нет времени на сушку и прогрев обычных литых смесей. Поэтому здесь применяют набивные массы, не требующие сушки.

Состав набивных масс для малых печей:

• Al₂O₃: 15–69%,

• SiC + C: 10–25%.

Состав для шлаковых желобов:

• Al₂O₃: 35–45%,

• SiC + C: 15–30%.

Требования к сырью:

• Низкое содержание примесей,

• Высокая степень спекания (водопоглощение <4,5%).

Гранулометрия:

• 8–2 мм: 40–60%,

• 2–0,074 мм: 30–40%,

• Карбид кремния (<100 меш).

В качестве связующего используют каменноугольную смолу + битум (без воды), что позволяет сразу после трамбовки запускать чугун.

2.2. Быстросохнущие бетонные смеси

Для чугуновозных желобов применяют составы на основе:

• Электрокорунда,

• Коричневого электрокорунда,

• Карбида кремния,

• Микрокремнезема,

• Глиноземистого цемента.

С добавлением комплексных антивзрывных добавок такие смеси выдерживают до 3 месяцев непрерывной работы (например, на печи 580 м³ с пропуском >180 тыс. т чугуна).

3. Ремонтные составы для желобов доменных печей

3.1. Торкрет-массы

Используются для быстрого горячего ремонта (температура 100–1450°C). Al₂O₃–SiC–C-составы на фосфате алюминия показывают высокую эффективность. В качестве отвердителя добавляют магнезит (1–2%).

3.2. Саморастекающиеся ремонтные массы

Используют те же материалы, что и для основных желобов, но с комбинированным связующим (смола + битум). Благодаря оптимальной рецептуре и пластификаторам, такие смеси обладают высокой текучестью и удобны в нанесении. Срок службы после ремонта увеличивается на 10–20%.

3.3. Саморастекающиеся бетонные смеси

Для ремонта передней части основного желоба (наиболее подверженной эрозии) применяют самотечные составы. Их гранулометрия должна быть:

• Крупная фракция: 20%,

• Средняя: 45%,

• Мелкая: 35%.

При соотношении ультратонкого порошка к мелкому 0,35–0,5 достигается оптимальная текучесть. На печи 2000 м³ такие смеси позволяют продлить срок службы желоба до >100 тыс. т пропущенного чугуна.

Коксовые печи работают в условиях высоких температур, химической коррозии и механического износа, поэтому при выборе огнеупоров необходимо учитывать:

• Термостойкость

• Устойчивость к коррозии

• Абразивную стойкость

---

Основные виды огнеупорных материалов для коксовых печей

1. Высокоглиноземистый кирпич

• Состав: 50-80% Al₂O₃ (на основе боксита)

• Применение: Стены, свод и под печи

• Преимущества:
  ✔ Высокая огнеупорность (до 1800°C)
  ✔ Устойчивость к кислотам и термоударам

2. Магнезитовый кирпич

• Состав: MgO ≥ 90%

• Применение: Под печи и зоны контакта со шлаком

• Преимущества:
  ✔ Стойкость к щелочным шлакам
  ✔ Низкая ползучесть при высоких температурах

3. Углеродистые материалы (графитовые огнеупоры)

• Состав: Графит или карбонизированные материалы

• Применение: Свод, газоходы

• Преимущества:
  ✔ Термостойкость до 2000°C
  ✔ Устойчивость к сернистым газам

4. Шамотный кирпич

• Состав: Глина + алюмосиликаты

• Применение: Двери печей, зоны с умеренными температурами

• Преимущества:
  ✔ Низкая стоимость
  ✔ Хорошая термостойкость (до 1300°C)

5. Композитные огнеупоры

• Состав: Комбинация Al₂O₃-MgO или Al₂O₃-SiC

• Применение: Зоны с комбинированными нагрузками

• Преимущества:
  ✔ Сбалансированная стойкость к температуре/коррозии

6. Огнеупорный бетон

• Состав: Огнеупорный заполнитель + связующее

• Применение: Сложные формы (под, газоходы)

• Преимущества:
  ✔ Монолитная заливка без швов
  ✔ Быстрый монтаж

---

Критерии выбора

1. Температурный режим: Для зон >1500°C — магнезитовые или графитовые материалы.

2. Химическая среда: В зонах с кислыми шлаками — высокоглиноземистые, с щелочными — магнезитовые.

3. Механические нагрузки: В зонах истирания — композиты с SiC.

Магниево-хромитовые кирпичи — это основные огнеупорные изделия, содержащие 55-80% MgO и 8-20% Cr₂O₃, состоящие из периклаза, сложных шпинелей и небольшого количества силикатных фаз. Комплексные шпинели включают твердые растворы MgAl₂O₄, MgFe₂O₄, MgCr₂O₄ и FeAl₂O₄.

После 1960-х годов развитие магниево-хромитовых кирпичей ускорилось благодаря повышению чистоты сырья и температуры обжига. В настоящее время они классифицируются по методу производства на:

(1) Обычные магниево-хромитовые кирпичи

• Состав: Хромит в качестве крупных частиц, магнезит — мелкодисперсный наполнитель

• Технология: Температура обжига 1550-1600°C

• Микроструктура:

  • Слабая прямая связь между частицами хромита и периклаза

  • Преобладание силикатного связующего (CMS)

  • Минимальные фазы выделения в периклазе

• Недостатки: Низкая механическая прочность, слабая стойкость к шлакам

(2) Кирпичи с прямой связью

• Улучшения:

  • Более чистое сырье (SiO₂ < 1-2.5%)

  • Температура обжига >1700°C

• Микроструктура:

  • Прямой контакт между хромитом и периклазом

  • Силикаты вытеснены в углы кристаллической решетки

• Преимущества:

  • Высокая прочность при температурах до 1800°C

  • Улучшенная стойкость к шлакам, эрозии и термоударам

  • Отличная объемная стабильность

(3) Совместно-спеченные кирпичи

• Технология: Совместный обжиг тонкоизмельченных смесей магнезита и хромита

• Особенности:

  • Образование вторичных шпинелей

  • Более однородная микроструктура vs кирпичи с прямой связью

  • Повышенное содержание фаз выделения

• Разновидности:

  • Полностью совместно-спеченные (все фракции)

  • Частично совместно-спеченные (только крупные фракции)

(4) Ребонд-кирпичи (вторично-связанные)

• Производство:

  1. Плавление шихты в электродуговой печи

  2. Дробление закристаллизованного расплава

  3. Формование и повторный обжиг

• Характеристики:

  • Высокая степень прямой связи

  • Обилие шпинелевых фаз выделения

  • Пониженный коэффициент теплового расширения

  • Лучшая термостойкость vs литые кирпичи

(5) Литые магниево-хромитовые кирпичи

• Технология: Полное плавление шихты с последующей отливкой в формы

• Микроструктура:

  • Плотная кристаллическая структура

  • Максимальная прямая связь

  • Высокое содержание шпинелевых фаз

• Преимущества: Лучшая стойкость к шлакам

• Недостатки: Низкая термостойкость

Ключевые отличия по свойствам:

Все современные виды магниево-хромитовых кирпичей находят применение в:

• Сталеплавильных печах

• Вращающихся цементных печах

• Медно-никелевых агрегатах

• Стекловаренных печах (зоны высоких температур)

1. JM26

• Огнеупорность: 1430 °C

• Содержание алюминия (Al₂O₃): 58%

• Рабочая температура: до 1400 °C

• Характеристики:

  • Применяется в высокотемпературных печах с прямым контактом с пламенем.

  • Отличная теплоизоляция, высокая прочность на сжатие, низкая теплопроводность.

• Применение:

  • Электрические печи, вращающиеся печи, туннельные печи, печи для азотирования.

  • Основное использование:

    • Верхняя часть регенераторов стекловаренных печей,

    • Купола и под горячедутьевых печей,

    • Футеровка шахты и лещади доменных печей,

    • Керамические обжиговые печи,

    • Мертвые зоны футеровки в системах крекинга нефти.

---

2. JM28

• Огнеупорность: 1540 °C

• Содержание алюминия (Al₂O₃): 67%

• Характеристики:

  • Высокая термостойкость,

  • Низкая теплопроводность (эффективная теплоизоляция, позволяет уменьшить толщину стенок печи и снизить стоимость),

  • Высокая механическая прочность,

  • Отличная термостойкость (устойчивость к термическим ударам).

• Применение:

  • Широко используется в футеровке высокотемпературных печей и теплоизоляционных слоях.

---

Ключевые отличия: