Класифікація вогнетривів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Вогнетривами називаються матеріали, що використовуються для спорудження та футеровки печей, топок та апаратів, що працюють за умов високотемпературного нагріву (вище 1000°С). Комплекс вимог до вогнетривів відрізняється від вимог до звичайних будівельних матеріалів і характеризує їх здатність до використання в якості конструкційних матеріалів, що працюють в за умов високих температур (1000 - 1800 °С та вище) та не розплавляються.

Теплоізоляційними називаються будівельні матеріали, які мають малу теплопровідність внаслідок їх високої пористості - основної та загальної особливості всіх теплоізоляційних матеріалів, яка визначає їх основні властивості.

Вогнетриви поділяються в залежності від ступеня вогнетривкості на три класи:

1) вогнетривкі - вогнетривкістю від 1580°С до 1770°С включно;

2) високовогнетривкі - від 1770°С до 2000°С включно;

3) високої вогнетривкості - вище 2000 °С.

В залежності від фізико-хімічних властивостей вихідної сировини поділяються на 8 основних груп, які, в свою чергу, поділяються на 18 типів (табл. 1) 1. Кожен із перерахованих типів об'єднує вогнетриви з певним хіміко-мінералогічним складом та властивостями.

Висока пористість теплоізоляційних матеріалів - головна та загальна особливість будови теплоізоляційних матеріалів, яка визначає їх властивості. За характером макроструктури та способу виробництва теплоізоляційні матеріали можуть бути чарунковими, зернистими, волокнистими, пластинчатими або змішаними.

ВОГНЕТРИВИ

Таблиця 1 - Класифікація вогнетривів

Група вогнетривів	І Кремне-земісті	ІІ Алюмосилікатні	ІІІ Магнезіальні
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Тип	Динасові	Кварцеві	Напівкислі	Шамотні	Високо-глиноземісті	Магнезітові периклазові	Доломітові	Форстеритові	Шпінельні
Хромисті	Хроммагне-зитові	Графітові	Коксові	Цирконові	Цирконієві	Окисні спеціальні	Карборундові	Інші

Області застосування деяких вогнетривів наведено у таблиці 2.

Таблиця 2 - Області застосування вогнетривів

Галузь	Область застосування	Вогнетрив
Чорна металургія
Виробництво чавуну	футеровка доменних печей, повітронагрівачів (каупери)	шамот
	кладка лещаді, шахт доменних печей, куполів	високоглиноземісті алюмосилікатні
	повітронагрівачів доменних печей	алюмосилікатні напівкислі
	конвертор з кисневим продувом	доломіт
	жолоби для розплавленого чавуну	графіто-шамотна маса
Сталеплавильна	кладка елементів мартенівських печей, вироби для розливу сталі	шамот
	вагранки, обертові печі	шамотні, багатошамотні
	кладка ванн мартенівських печей, футеровка днищ сталерозливних ковшів	алюмосилікатні високоглиноземісті
	кладка мартенівських печей, зведень мартенівських печей, коксових печей	динасові
	- кладка зведень мартенівських печей - кладка подин -«- - кладка стін електросталеплавильних печей	шпинельні: - магнезітохромитові - магнезитові - хроммагнезітові
	заправка стін та відкосів мартенівських та електро-сталеплавильних печей	доломітові
	кладка стін мартенівських та електросталеплавильних печей	магнезіто-доломітові водостійкі
	печі для нагрівання - подина, зведення стін електросталеплавильних печей,кладка насадок повітронагрівача	Форстеритові (замість динасу та шамоту)
	стопорні пристрої для розливу сталі	графіто-шамотна маса
	високотемпературні рекуператори, пробки, стакани, муфелі	карборундові
Кольорова металургія
Нікель, мідь	електропечі для плавки анодного нікелю, мідеплавильні	смолодоломітові
	патрубки, стопори для литва	карборундові
Алюміній	катод, анод	вуглецеві
цинк (пірометалургійний спосіб), дистиляція, рафінація металів		карборундові
Енергетика
	котли з рідким шлаковидаленням	карборундові

Вогнетриви шамотні (алюмосиликатні)

Область застосування:

· Цегла марок ША і ШБ - загального призначення;

· Цегла марок ШПД-39, ШПД-41, ШПД-43 (цегла доменна) - для кладки домених печей;

· Цегла марок ШКУ-32, ШКУ-37, ШКУ-39 (цегла ківшева) - для футеровки сталерозливних ковшів;

· Цегла марок ШАВ, ШАВ-33, ШБВ-30 (цегла ваграночна) - для футеровки вагранок;

· Цегла марок ШСП-32 (стопорні трубки, пробки та стакани) - для розливу сталі із ковша;

· Цегла марок ШГСП (пробки і стакани шамотно-графітові) - для розливу сталі із ковша.

· Шамотні вогнетриви марки: ШЛ - 0,4 ШЛ -0,9 ШЛ- 1,0. Ефективний вогнетрив при футеровці теплових агрегатів 2. Фізико-хімічні властивості наведені у таблиці 3.

· Шамотні вогнетриви марки ШТЛ-0,6. Використання: ефективний теплоізоляційний вогнетрив при футеровці теплових агрегатів, різноманітних печей, вуглецьвміщуючих середовищах. Властивості наведені у таблиці 4 та додатку А.

Таблиця 3 - Фізико-хімічні властивості шамотних вогнетривів 3

Назва показника	ШЛ-0,4	ШЛ-0,9	ШЛ-1,0
Удавана густина, г/см3	0,4	0,9	1,0
Температура застосування, °С	1150	1270
Межа міцності на стискання, Н/мм2(МПа)	1,0	2,5	2,5
Теплопровідність, Вт/(м•К)
- при (350 ± 25) °С	0,20	0,40	0,40
- при (650 ± 25) °С	0,25	0,50	0,50

Таблиця 4 - Фізико-хімічні властивості шамотних вогнетривів

Назва показника	ШТЛ-0,6
Удавана густина, г/см3	0,6
Вміст, %	-
AI2O3, не менше	1,6
Fe2O3, не менше
Температура застосування,°С	1150
Межа міцності на стискання Н/мм2 (МПа)	2,5
Теплопровідність, Вт/(м•К)
- при (350 ± 25) °С	0,25
- при (650 ± 25) °С	0,30

Характеристики піношамотних легких виробів, виробництва ВАТ «Боровичский комбинат огнеупоров», в таблиці 5 3.

Таблиця 5 - Показники властивостей піношамотних виробів

Назва показника	ШЛ-0,4	ШЛ-0,6	ШЛ-0,8
Удавана густина, г/см3	0,36	0,54	0,77
Межа міцності на стискання, МПа	2,1	2,8	10,3
Дод. усадка, % при випалі при температурі	0,1 при 1150 °С	0,5 при 1150 °С	0,3 при 1300 °С
Коефіцієнт теплопровідності, Вт/(мК) при температурі (320 ± 25) °С (650 ± 25) °С	0,16 0,19	0,22 0,28	0,28 0,35

Вогнетривкі динасові вироби

Призначення:

· ДМ - для кладки мартенівських печей та інших теплових агрегатів,

· ДН - для кладки нагріваючих печей та інших теплових агрегатів,

· ДВ - для кладки насадок, стін, куполів, верха камери горіння, штуцерів та повітряпроводів горячего дуття,

· ДЛ - 1,2 для теплоізоляції теплових агрегатів при температурі використання до 15500С 5.

Виробник: ВАТ «Первоуральский динасовый комбинат», ВАТ «Красногоровский огнеупорный завод», ВАТ «Красноармейский динасовый завод», властивості наведені у таблиці 6.

Таблиця 6- Показники властивостей динасових виробів

Показник	Загального призначення	Повітронагрівачі доменних печей	Легкі
	ДМ	ДН	ДВ	ДЛ-1,2
Масова частка, % SiO2, не менше	94	94	93	91
Fe2O3 , не менше	- -	-	2	-
Вогнетривкість, 0С не нижче	1710	1690	1690	-
Температура початку розм'ягчення, 0С, не нижче	1650	1610	1620	-
Пористість відкрита, %не більше	23	25	24	-
Межа міцності на стискання, Н/мм2 (МПа)	22,5	17,5	27,5	5
Густина удавана, г/см3	-	-	2,37	1,2
Густина дійсна, г/см3	-	-	-	2,39
Теплопровідність, Вт/(м.К), при середній температурі: (350 ± 25)0С, не більше (650 ± 25) 0С, не більше	-	-	-	0,60 0,70

Теплопровідність динасу за умов високих температур визначається за формулою 1

(1)

де П - пористість динасу, %.

Цегла пінодіатомітова теплоізоляційна КПД-400, виробництво ВАТ «Диатомовый комбинат».

Область застосування:

· призначена для теплової ізоляції промислового устаткування (електролізних ванн, плавильних печей, казанів, трубопроводів і т.п.) при температурі поверхні, що ізолюється до +900°С;

· цегла відноситься до групи негорючих матеріалів і може бути використана для протипожежного захисту сталевих, залізобетонних і дерев'яних конструкцій;

· у житловому й цивільному будівництві. Хіміко-фізичні показники наведені у таблиці 7.

Таблиця 7 - Хіміко-фізичні показники цегли пінодіатомітової теплоізоляційної КПД-400

Найменування	Показник
Геометричні розміри (механічна обробка по шести гранях), мммммм	246х122х64(±0,5 мм) 250х123х65(±0,5 мм)
Густина, кг/м3	465
Теплопровідність, Вт/(м • К)не більше при (200 ±3)°С при (400 ±5)°С при (600 ±5)°С	0,121 0,138 0,156
Межа міцності при стиску, МПа не менш	1,1
Лінійна температурна усадка при температурі 900°С, %, не більше	1,5
Максимальна температура застосування,°С	900
Хімічний склад діатоміту Оксид кремнію, SiO2 Оксид титану, TiO2 Оксид заліза, Fe2O3 Оксид алюмінію, Al2O3 Оксид магнію, MgO Оксид кальцію, CaO	81,78 0,27 2,48 5,48 0,78 0,3
Оксид натрію, Na2O3 Оксид калію, K2O Оксид сірки, SO3 Оксид марганцю, MnO Оксид фосфору, P2O5 Втрати при прожарюванні 1000°С, %	0,18 1,25 0,21 0,01 0,03 7,23

Вироби вогнетривких легковагові та ультралегковагові різних видів марок ШЛ-0,4; ШЛ-1,0; ШЛ-1,3; ШКЛ-1,3.

Область застосування:

· Для теплоізоляції термо - і електропечей, випалювальних печей будівельних матеріалів, печей металургійної й коксохімічної продукції;

· теплообмінних апаратів, випарних агрегатів, підігрівників;

· газових печей, котлоагрегатів всіх конструкцій;

· паропроводів.

Виробництво: ВАТ «Запорожогнеупор», ВАТ«Часов - Ярский огнеупорный комбинат», ДП Михайловское производство огнеупоров».

Магнезіальні вироби

Виробництво - ВАТ «Запорожогнеупор», ВАТ«Пантелеймоновский огнеупорный завод»

Область застосування:

Марка ХП-1, ХП-2, ХП-3, ХП-4, ХП-5:

· для кладки металургійних і різних високотемпературних теплових агрегатів;

· термостійкі для футеровки конвертерів, відбивних печей і інших теплових агрегатів у металургії , для футеровки конвертерів кисневої продувки.

Марка П-88, П-89, П-90, П-91:

· для кладки подин, укосів і стін мартенівських, електросталеплавильних і інших високотемпературних печей;

· для розливання штейну в кольоровій металургії (втулки) ;

· стопорні для розливання стали з ковша (склянки, вкладиші);

· для шиберних затворів сталерозливочних ковшів (склянки, склянки - колектори, гніздової цегла);

· для сталевипускаючого отвору конвертерів і мартенівських печей.

Марка ПХСП, ПХСУТ, ПХСУ, ПХСС

· - для кладки зводів сталевиплавних печей;

Марка ХПКК

· для конвертеров кисневої продувки;

Марка ПХКП, ПХКУ, ПХКС

· для футеровки сталеплавильних конвертеров;

Марка ПБС-88, ФБС, ФС

· для шиберних затворів сталерозливочних ковшів (безвипальні и випальні).

Марка ПБГ, ФБГ

· для гніздових узлів шиберних затворів.

Марка ПБСП, ФБСП

· для розливки сталі із ковша.

Марка ХПТ и ХПТУ (ущільнені)

· для футеровки агрегатів кольорової металургії.

Мулітові, мулітокорундові і корундові вироби

Виробництво - ВАТ «Запорожогнеупор».

Область застосування :

МКВ-72 (мулітокорундовий)

· для кладки повітронагрівачів і повітропроводів гарячого дуття доменних печей;

МКС-72 (корундовий високоглиноземистий)

· для кладки різноманітних теплових агрегатів;

МККС-72 (мулітовий и мулітокорундовий)

· для футеровки сталерозливних ковшів.

Вуглецеві вироби

Маса холоднонабивна теплопровідна (ТУ 48-12-60-89) застосовується для заповнення компенсаційних зазорів між холодильниками й вуглеграфітовою або алюмосилікатною вогнетривкою кладкою доменної печі, між вуглецевими блоками. Між вуглецевими й алюмосилікатними блоками горна й лещаді, як наповнювач вогнетривкого бетону, застосовуваного для заливання днища лещаді доменних печей, і для футеровки феросплавних і інших електротермічних агрегатів. Властивості наведено в таблиці 8. Властивості вугільних матеріалів, виробництва ВАТ «Укрграфіт»6, що використовуються в чорній та кольоровій металургії, наведено в таблицях 9-14 та додатку Б.

Таблиця 8

Якісні характеристики холоднонабивної теплопровідної маси

Показник	Марка А	Марка Б	Марка С	Марка АТ з підвищеною теплопровідністю
Удавана густина невипаленої маси, г/cм3, не менше	1,58	-	1,56	1,60
Міцність при стисканні, МПа, не менше	7,8		19,6	6,0
Теплопровідність необпаленої маси, Вт/(мК)	10,0	8,0	-	15,0

Таблиця 9 - Блоки вуглеродні, призначені для футеровки домених і інших типів металургійних печей

Назва показника	Типові значення
Марка	ДБУ	ДБУ-А	ДБУ-Б	ДБУ-А(М)
Густина об'ємна, г/см3	1.56	1.58	1.63	1.66
Густина дійсна, г/см3	1.89	1.92	1.90	1.93
Пористість загальна, %	18	18	14	14
Пористість відкрита, %	15	15	10	11
Межа міцності на стискання , МПа	55	36	65	50
Зольність, %	4.0	2.0	4.0	2.3
Температурний коефіцієнт лінійного розширення, (20-520)0C10-6 *1/0С	2.6	2.1	2.6	2.5
Коефіцієнт теплопровідності при 200 С, Вт/(м*К)	8	15	9	17

(Зазначені величини представлені як середні значення якості продукції.)

ДБУ - вуглецеві блоки призначені для футеровки подин (лещадей) і металоприємників (горнів) металургійних печей;

ДБУ-А - високотеплопровідні блоки, призначені для футеровки зовнішніх кільцевих поясів металоприймачів (горнів) металургійних печей;

ДБУ-Б - малопористі блоки призначені для футеровки внутрішніх кільцевих поясів металоприймачів (горнів) металургійних печей;

ДБУ-А (М) - високотеплопровідні дрібнопористі блоки призначені для футеровки металоприймачів (горнів) металургійних печей.

Таблиця 10 - Блоки графітовані, призначені для футеровки лещадей доменних і інших типів металургійних печей

Назва показника	Типові значення
Марка	БГ	БГ (У)
Густина об'ємна, г/см3	1.60	1.73
Густина дійсна, г/см3	2.24	2.22
Пористість відкрита, %	28	22
Межа міцності на стискання, МПа	20	30
Межа міцності на вигин, МПа	8	15
Зольність, %	0.3	0.3
Температурний коефіцієнт лінійного розширення, 10-6 *1/0С, в межах температур (20-520)0C	2.5	2.5
Коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м*К) при 2000C	120	150

Таблиця 11 - Маса вуглецева холоднонабивна призначена для заповнення компенсаційних зазорів у футеровці доменних і інших типів металургійних печей

Назва показника	Типові значення
Марка	МХТД	МХД
Густина об'ємна, г/см3	1650	1600
Межа міцності на стискання, МПа	27	25
Коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м*К) при 200 С	9	8

Таблиця 12 - Маса вуглецева тверда (марка МУТ) призначена для заповнення компенсаційних зазорів у футеровці доменних і інших типів металургійних печей

Назва показника	Типові значення
Межа міцності на стискання, МПа	38
Коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м*К), при 100С	9
Вихід летючих, %	11

Таблиця 13 - Блоки подові, призначені для футеровки подин алюмінієвих електролізерів

Назва показника	Типові значення
Марка	ПБ3	ПБ5	ПБ7
Вміст графіту, %	30	50	70
Густина дійсна, г/см3	1.93	1.98	2.03
Густина об'ємна, г/см3	1.56	1.59	1.62
Пористість загальна, %	19	20	20
Пористість відкрита, %	16	16	17
Питомий електроопір, мкОм*м	31	25	19
Коефіцієнт теплопровідності при 20 оС, Вт/(м*К)	12	15	20
Міцність на стискання, МПа	36	43	45
Міцність на вигин, МПа	12	13	15
Модуль пружності (Юнга), ГПа	7	8	9
Відносне подовження по Раппопорту в кріоліт-глиноземному розплаві*, %	0.6	0.5	0.4
Температурний коефіцієнт лінійного розширення, 10-6*1/0С в межах температур (20-520)0С	2.2	2.6	3.0
Вміст золи, %	2.0	1.5	1.3

*- перпендикулярно напрямку екструзії. Зазначені величини представлені як середні значення якості продукції.

Таблиця 14 - Аноди та и бруси графітовані, призначені для магнієвої промисловості

Назва показника	Типові значення
Марка	БВ	БН
Питомий електроопір, мкОм*м	6.5	5.5
Межа міцності на стискання, МПа	25	29
Межа міцності на вигин, МПа	12	15
Густина об'ємна, г/см3	1.65	1.74
Густина дійсна, г/см3	2.24	2.26
Пористість загальна, %	26	23
Пористість відкрита, %	22	16
Коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м*К), при 2000C	130	180
Температурний коефіцієнт 10-6 *1/0С лінійного розширення, в межах температур (20-520)0C	2.3	2.4
Зольність,%	0.3	0.3

Карбідкремнієві (карборундові) вогнетриви

Виготовляються з карбіду кремнію (карборунду) з добавками і містять від 20-35 до 70-98% Si. Вогнетривкі вироби з карбіду кремнію розрізняються по способі зв'язування зерен карбіду кремнію по типу зв'язувача на:

· кремнеземистому зв'язувачі ( що утворюється при окислюванні карбіду),

· нітридному (Si3N4),

· оксинітридному (Si2ON2),

· алюмосилікатному, а також

· рекристалізовані, самозв'язані й ін.

Виробу формують на пресах або іншому способі з порошкоподібних сумішей, що містять карбід кремнію, і випалюють при (1300-1550)°С (деякі види - при (2000-2200)°С).

Характерні властивості вогнетривких виробів: висока теплопровідність (7-17Вт/(м •К) при 800°С) і пов'язана із цим хороша термостійкість; стійкість проти деформації при високих температурах. При (1300-1500)°С у окисному середовищі карбідкремниєві вогнетривкі вироби й матеріали поступово окислюються, особливо при надлишку кисню та у присутності водяної пари. Карбідкремниєві вогнетривкі вироби застосовуються у рекуператорах, муфельних печах, агрегатах кольорової металургії, етажерках тунельних вагонеток при випалі порцеляни й кераміки, котельних топках.

ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ

Теплоізоляційними називають матеріали, що застосовуються в будівництві житлових і промислових будинків, теплових агрегатів і трубопроводів з метою зменшити теплові втрати в навколишнє середовище. Теплоізоляційні матеріали характеризуються пористою будовою й, як наслідок цього, малою густиною (не більше 600 кг/м3) і низкою теплопровідністю (не більше 0,18 Вт/(м•К). Використання теплоізоляційних матеріалів дозволяє скоротити втрати теплоти з поверхні агрегатів і трубопроводів.

Теплоізоляційні матеріали класифікують по виду основної сировини, формі й зовнішньому вигляду, структурі, густині, твердості й теплопровідності. Теплоізоляційні матеріали по виду основної сировини підрозділяються на:

· неорганічні, виготовлені на основі різних видів мінеральної сировини (гірських порід, шлаків, скла, азбесту);

· органічні, сировиною для виробництва яких служать природні органічні матеріали (торф'яні, дерев'яноволокнисті);

· матеріали із пластичних мас.

За формою й зовнішнім виглядом розрізняють теплоізоляційні матеріали:

· штучні тверді (плити, шкарлупи, сегменти, цегли, циліндри);

· гнучкі (мати, шнури, джгути);

· пухкі й сипучі (вата, перлітовий пісок, вермикуліт).

За структурою теплоізоляційні матеріали класифікують на:

· волокнисті (мінераловатні, скловолокнисті),

· зернисті (перлітові, вермикулітові),

· ніздрюваті (виробу з ніздрюватих бетонів, піноскло).

За щільністю теплоізоляційні матеріали ділять на марки: 15, 25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600.

Залежно від твердості (відносної деформації) виділяють:

· матеріали м'які (М) - мінеральна й скляна вата, вата з каолінового й базальтового волокна,

· напівтверді (П) - плити зі шпательного скловолокна на синтетичному з'вязувачі та ін.,

· тверді (Ж) - плити з мінеральної вати на синтетичному з'вязувачі,

· підвищеній твердості (ПЖ),

· тверді (Т).

По теплопровідності теплоізоляційні матеріали розділяються на класи:

А - низької теплопровідності до 0,06 Вт/(м•К),

Б - середньої теплопровідності - від 0,06 Вт/(м•К) до 0,115 Вт/(м•К),

В - підвищеної теплопровідності - від 0,115 Вт/(м•К)до 0,175 Вт/(м•К).

По призначенню теплоізоляційні матеріали бувають:

- теплоізоляційно-будівельні (для утеплення будівельних конструкцій)

- теплоізоляційно-монтажні (для теплової ізоляції промислового устаткування й трубопроводів).

Органічні теплоізоляційні матеріали.

Органічні теплоізоляційні матеріали залежно від природи вихідної сировини можна умовно розділити на два види: матеріали на основі природної органічної сировини (деревина, відходи деревообробки, торф, однолітні рослини, вовна тварин і т.д.), матеріали на основі синтетичних смол, так звані теплоізоляційні пластмаси.

Теплоізоляційні матеріали з органічної сировини можуть бути твердими й гнучкими. До твердого відносять деревостружкові, дерев'яноволокнисті, фібролітові, арболітові, комишитові й торф'яні, до гнучких - будівельний повсть і гофрований картон. Ці теплоізоляційні матеріали відрізняються низкою водо- і біостійкістю.

Деревоволокнисті плити випускають довжиною 1200-2700 мм, шириною 1200-1700 мм і товщиною (8-25) мм. По густині їх ділять на ізоляційні (150-250 кг/м3) і ізоляційно-оздоблювальні (250-350 кг/м3). Теплопровідність ізоляційних плит (0,047-0,07) Вт/(м•К), а ізоляційно-оздоблюваних - (0,07-0,08) Вт/(м•К). Межа міцності плит при вигині становить (0,4-2) МПа.

Арболіт виготовляють із суміші цементу, органічних заповнювачів, хімічних добавок і води. Як органічні заповнювачі використовують дроблені відходи деревних порід, січку очерету, та т.п.

Теплоізоляційні матеріали із пластмас. В останні роки створена досить велика група нових теплоізоляційних матеріалів із пластмас. Сировиною для їхнього виготовлення служать термопластичні (полістирольні; поливінілхлоридні, поліуретанові) і термореактивні (мочевино - формальдегідні) смоли, газоутворюючі й речовини, що спінюються, наповнювачі, пластифікатори, барвники й ін.

Залежно від структури теплоізоляційні пластмаси можуть бути розділені на дві групи: пінопласти й поропласти. Пінополістирол випускають марки ПСБС у вигляді плит розміром 1000х500х100 мм і густиною (25-40) кг/м3. Цей матеріал має теплопровідність 0,05 Вт/(м•К), максимальна температура його застосування 70 °С. Стільникопласти - теплоізоляційні матеріали з чарунками, що нагадують форму бджолиних стільник. Стільникопласти виготовляють у вигляді плит довжиною (1,0-1,5)м, шириною (550 - 650) мм і товщиною (300 - 350) мм. Їхня густина (30-100) кг/м3, теплопровідність (0,046-0,058) Вт/(м•К), міцність при стисканні (0,3-4, 0) МПа.

Неорганічні теплоізоляційні матеріали.

До неорганічних теплоізоляційних матеріалів відносять мінеральну вату, скляне волокно, піноскло, спучені перліт і вермикуліт, ніздрюваті бетони , і ін. Властивості виробів із вермікуліту та перліту наведено в таблицях 15 і 16, відповідно та додатку В.

Мінеральна вата й вироби з неї. Мінеральна вата - волокнистий теплоізоляційний матеріал, одержуваний із силікатних розплавів. Сировиною для її виробництва служать гірські породи (вапняки, мергелі, діорити й др.), відходи металургійної промисловості (доменні й паливні шлаки) і промисловості будівельних матеріалів (бій глиняної й силікатної цегли).

Мінеральна вата це пухкий матеріал, що складається з найтонших переплетених мінеральних волокон і невеликої кількості склоподібних включень ( кульок, циліндриків і ін.)

Залежно від густини мінеральна вата підрозділяється на марки 75, 100, 125 і 150. Вона вогнестійка, не гниє, малогігроскопічна й має низьку теплопровідність (0,04 - 0,05) Вт /(м•К).

Скляна вата й вироби з неї. Скляна вата це матеріал, що складається з безладно розташованих скляних волокон, отриманих з розплавленої сировини. Сировиною для виробництва скловати служить сировинна шахта для варіння скла (кварцовий пісок, кальцинована сода й сульфат натрію) або скляний бій.

Скляне волокно значно більшої довжини, ніж волокна мінеральної вати й відрізняється більшою хімічною стійкістю й міцністю. Щільність скляної вати (75-125) кг/м3, теплопровідність (0,04- 0,052) Вт/(м•К), гранична температура застосування скляної вати 450°С. Зі скловолокна виробляють мати, плити, смуги й інші вироби, у тім числі ткані.

Таблиця 15 - Фізико-хімічні властивості вермікуліту

Найменування показника	Типові значення
Температура використання, °С	От -260 до +1100
Коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м•К) при 25°С	0,6
при 325°С	0,130
Об'ємна маса, не більше, кг/см3	150

Таблиця 16 - Фізико-хімічні властивості перліту

Найменування показника	Показники для цегли
Розмір, Марка	450	550
Розмір мммммм	250x123x65	250x123x65
Густина, кг/м3	400 - 499	500 - 599
Теплопровідність, Вт/(м•К)	0,105-0,137	0,135-0,176
Міцність на стискання, не більше, МПа	1,0 - 1,5	1,5 - 2,0
Лінійна температурна усадка, % при температурі900°С	2	2

Алюмінієва фольга (альфоль) - теплоізоляційний матеріал, що являє собою стрічку гофрованого паперу з наклеєної на гребені гофрованою алюмінієвою фольгою. Даний вид теплоізоляційного матеріалу в відмінність від будь-якого пористого матеріалу поєднує низьку теплопровідність повітря, укладеного між аркушами алюмінієвої фольги, з високою віддзеркалювальною здатністю самої поверхні алюмінієвої фольги. Алюмінієву фольгу для цілей теплоізоляції випускають у рулонах шириною до 100 мм, товщиною (0,005- 0,03) мм.

Оптимальна товщина повітряного прошарку між шарами фольги повинна бути (8- 10) мм, а кількість шарів повинне бути не менш трьох. Густина такої шарової конструкції з алюмінієвої фольги (6-9) кг/м3, теплопровідність - (0,03 - 0,08) Вт/(м•К). Алюмінієву фольгу вживають як віддзеркалюючу ізоляцію в теплоізоляційних шарових конструкціях будинків і споруджень, а також для теплоізоляції поверхонь промислового устаткування й трубопроводів при температурі 300°С.

Властивості волокнистих тепло ізоляторів.

Високотемпературна волокниста ізоляція (температура застосування до 1450°С), виробництва ВАТ «Северский комбинат», застосовуються у всіх галузях промисловості: від побутових газових і електропечей, холодильників до потужних теплових агрегатів у металургії, машинобудуванні та енергетиці. Матеріали екологічно чисті, їхнє застосування забезпечує легкість конструкції і прекрасні теплоізоляційні характеристики. Фізико-хімічні властивості наведено в таблиці 17.

Таблиця 17 - Технічна характеристика волокнистих матеріалів і виробів

Найменування параметру	Норма для марок
	Рулон МКРР-130	Войлок МКРВ-200	Фетр МКРФ-100	Плита ШПГТ-450	Плита МКРПГ-400	Плита МКРП-340	Картон МКРК -500
ГОСТ або ТУ	23619-79	23619-79	23619-79	ТУУ 322-7-00-19053-065-96	23619-79	23619-79
Масова частка на прожарену речовину, %: А12О3, не менше	51	50	50	40	40	50	45
Удавана густина кг/м3,не більше	130	200	100	450	400	340	500
Температура застосування,°С	1150	1150	1150	1250	1250	1150	1150
Теплопровідність при середній температурі 600°С, Вт/(м.К), не більше	--	--	--	0,28	0,28	0,23	0,16
Межа міцності при вигин, Н/мм2 (МПА), не менше	--	--	--	0,4	0,25	--	0,40
Довжина, мм Ширина, мм Товщина, мм	(5000-15000) (600-1300) (20-30)	500 500 100	(500-700) (400-500) 40

Технічні характеристики муліткремнеземної теплоізоляційної вати та залежність теплопровідності від температури наведено у таблицях 18 -19.

теплоізолятор карбідкремнієвий волокнистий мулітовий

Таблиця 18 - Технічні характеристики теплоізоляційної вати

Марка	МКРР-130	МКРЦ-140
Зв'язуюча речовина	органічне, неорганічне
Густина, не більше, кг / м3	130	140
Температура застосування, максимальна, ° С	1260	1350
Температура довготривалого застосування, °С	1150	1200
Втрата маси при 1000 °С, не більше, %	0.6	0.6
Теплопровідність при 600 °С, не більше, Вт/ (м•К)	0.18	0.18
Теплоємність при 1000 °С, кДж / ( кг• К )	1.047	1.047
Діаметр волокна не більше, мкм	4	4
Хімічний склад, %
AI2O3, в межах	51-55	48-52
ZrO2, не більше	-	2-4
(Al2O3+SiO2), не менше	97	97
Fe2O3, не більше	0.2	0.2

У відновлюючому середовищі теплоізоляційні властивості знижуються.

Таблиця 19 - Теплопровідність теплоізоляційної вати

Температура, ° С	200	400	600	800	1000	1200
Теплопровідність, Вт/(м К)	0,08	0,12	0,18	0,29	0,47	0,79

Властивості теплоізоляційних матеріалів, що використовується переважно в енергетиці наведено в таблиці 20.

Таблиця 20 - Властивості теплоізоляційних матеріалів

Вид матеріалу	Матеріал	Область застосування	Властивості
			Густина кг/м3	Теплопровідність,	Температура, межі використання, t, °С
				t, °С	, Вт/(м•К)
ЧЕРНОВИЦЬКИЙ ЗАВОД ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ "РОТІС"9
Мати прошивні безобкладинкові МТПБа ТУ 21 УССР 356-83	Супертонке базальтове волокно, прошите склониткою	- теплоізоляція трубопроводів; - теплоізоляція промислових агрегатів та обладнання. - теплоізоляція котлів, котельних та ін.	не більше 45	25 125 300	не більше 0,033 0,047 0,078	750
Мати прошивні в обкладинці із склотканини МТПМ ТУ 21 УССР 356-83	надтонке базальтове волокно, прошите склониткою в оболонці з обох сторін із склотканини (кремнеземної тканини)	- теплоізоляція труб, трубопроводів, - теплоізоляція промислових агрегатів, арматури та обладнання. - теплоізоляція котлів, котельних та ін. - теплоізоляція труб, агрегатів і конструкцій в атомній енергетиці	не більше 50	25 125 300	не більше 1,5 0,033 0,047	450; 700
Плити негорючі теплоізоляційні базальтові ПНТБ ТУУ В2.7 -00294349.056-2000	надтонке і тонке базальтове волокно Зв'язував - бентонітова глина	Ізоляція котлів, котельних, резервуарів з холодною та гарячою водою.	150 200 250	25 125 300	не більше 0,041 0,066 0,081	900
Плити жорсткі теплоізоляційні базальтові ПЖТЗ ТУ 88 України 023.011-93	надтонке базальтове волокно Зв'язував - бентонітова глина	Ізоляція котлів, котельних, резервуарів з холодною та гарячою водою	270	25 125 300	не більше 0,042 0,055 0,083	900
Стрічки прошивні в обкладинці із склотканини ПДТС ТУУ 88 023.015-94	надтонке базальтове волокно в обкладинці з обох сторін із склотканин і прошиваються склониткою	Теплоізоляція труб, трубопроводів холодною та гарячою водою зовнішня. Теплоізоляція труб, малих діаметрів внутрішня. Теплова ізоляція промислового обладнання	1650-4300	25 125 300	не більше 0,033 0,047 0,078	450
Картон базальтовий теплозвукоізоляційний (м'який) ТК-4 ТУУ 88. 023. 018-95	базальтове надтонке волокно та полівинілацетатний звя'зувач	Котли автономного опалення, водогрійні, низького тиску; Електро-, газо- вакуумні і індукційні печі різного призначення; Ізоляція вентиляційних каналів та воздуховодів, всіх трубо- і паропроводів; Теплоізоляція промислових установок, сушильних камер, котелень. Теплоізоляція промислового обладнання і побутових приладів. Теплоізоляція циліндрів енергетичних турбін, сушильних шаф, камер.	90	25 125 300	не більше 0,033 0,047 0,071	750
Картон базальтовий теплозвукоізоляційний (жорсткий) ТК-1 ТУУ 88. 023. 018-95	базальтове надтонке волокно, зв'язувач бентонітова глина	-«-	270	25 125 300	не більше 0,042 0,055 0,083	750
Шнур базальтовий теплоізоляційний БТШ ТУ У 88 023. 017-94	серцевини із базальтового надтонкого волокна	Ізоляція труб и трубопроводів. ізоляція промислових агрегатів і обладнання Теплова ізоляція промислового обладнання та ін.	120-140	25 125 300	не більше 0,055 0,081 0,014	700
Вермікулітові плити	спучений вермикуліт з використанням неорганічного силікатного зв'язувача та жаростійких добавок	- кольорова металургія - футеровка катодних блоків електролізерів, індукційних печей, печей очистки, плавильного обладнання, ковшів, розливочних желобів, тощо; - променергетика (обладнання для теплообогріву, всі типи котельного обладнання, рекуператори, газоходи,повітряпроводи) - чорна металургія - коксові печі, воздухонагрівники, газоходи, рекуператори, мартенівські печі, процеси розливки металу.	600	20 350 600 800	0,1-0,11 0,14-0,16 0,19 0,23	1100
НТПО Кодра 10
Мулітокремнеземний войлок МКРВ-200	Войлок із волокон муліто-кремнеземистого складу	· Теплоізоляційна оболонка на литійних формах та ізложицях. · З'ємні тепло-ізоляційні ковдри для парових и газових турбин	не більше 200	25 300 600	0,039 0,127 0,147	1150
		· Гнучка ізоляція труб з високими температурами; · Тимчасовий ремонт зводів и стін печей. · Вогнезахист, ізоляція печних дверей.
Мулітокремнеземні плити теплоізоляційні МКРП-340.	вогнетривкого волокна муліто-кремнеземис-того складу	-Теплоізоляція термічних, нагрівальних печей всіх типів; колпакових печах та печах реформінгу, каталізу і повітронагрівачів; - В тепло-енергетиці для футеровки котлів та печах газового нагріву, - В якості термокомпенса-торних швів.	340	600	0,23	1150

Список використаної літератури

1. Горлов Ю.П., Еремин Н.Ф., Седунов Б.У. Огнеупорные и теплоизоляционные материалы. Учебное пособие. - М., Стройиздат, - 1976, 192 с.

2. Панов Е.Н., Кононов М.П., Богомолов А.Н., Каравайный А.А., Васильченко Г.Н. Тепловые характеристики изделий для футеровки и теплоизоляции алюминиевых электролизеров// Новые огнеупоры. - 2004. -№ 8. -С. 29-32.

Додаток А

Властивості шамоту марки ША

Рисунок А1 - Теплопровідність шамоту-вогнетриву



Рисунок А2 - Теплоємність шамоту-вогнетриву

Рисунок А3 - Теплопровідність шамоту вогнетриву, навуглероженого внаслідок тривалої експлуатації



Рисунок А4 - Теплоємність шамоту вогнетриву, навуглероженого внаслідок тривалої експлуатації

Додаток Б

Властивості вугільних блоків для футеровки алюмінієвих електролізерів

Рисунок Б1 - Теплопровідність вугільних блоків



Рисунок Б2 - Теплоємність вугільних блоків

Рисунок Б3 - Питомий електроопір вугільних блоків

Додаток В

Властивості теплоізоляційних матеріалів

Рисунок В 1 - Теплопровідність вермікуліту, густиною 1025 кг/м3

Рисунок В 2 - Теплопровідність базальтового волокна, густиною 260,5 кг/м3



Рисунок В 3 - Теплопровідність перліту, густиною 324,7 кг/м3

Густина: ряд 1 - 570 кг/м3, ряд 2 - 360 кг/м3, ряд 260 - кг/м3

Рисунок В 4 - Теплопровідність муліт-кремнеземного волокна

Размещено на Allbest.ur