4.1.2.5. Свойства футеровочных материалов
Возведение кладки печи требует знания свойств футеровочных материалов. Стенка печи выкладывается таким образом, чтобы температурный перепад в отдельных слоях футеровки соответствовал термическим пределам применения различных огнеупорных материалов.
Для расчета термической стойкости материалов следует учитывать их постоянство объема при продолжительной эксплуатации с механическими и химическими нагрузками, возникающими в футеровке печи. Сопротивление алюмосиликатных огнеупоров действию механических нагрузок при высоких температурах может при длительной эксплуатации значительно уменьшиться вследствие образования стекла. В присутствии углерода и водяных паров с температурой 1200 °С могут происходить кристаллические превращения кремниевой кислоты в материале с одновременным изменением его объема. Все это может привести к значительным повреждениям кирпичной футеровки. Опыт показывает, что большей частью переоценивают термическую стойкость строительных материалов, используемых для подвергаемой высоким нагрузкам внутренней кирпичной футеровки печей. Это, в частности, относится к таким бесформенным изоляционным материалам как волокнистые и наполнительные, которые могут выдерживать только ограниченные термические нагрузки, являясь слабостойкими против водяных паров и кислых конденсатов, и вследствие изменения их структуры не сохраняют постоянство объема.Для кирпичной футеровки следует также выбирать и соответствующий связующий материал. Так, стройматериалы с содержанием извести и цемента являются малостойкими по отношению к кислотосодержащим средам, керамические строительные растворы становятся твердыми только при длительном их нагревании, приблизительно до температур красного каления, а при более низких температурах они только высыхают с уменьшением объема вследствие выделения воды, достигая при этом только умеренной прочности.
Стройматериалы с содержанием жидкого стекла, шпаклевки и набивочные массы затвердевают уже в холодном состоянии и являются кислотостойкими примерно до 1000 °С. Находят также применение и холоднотвердеющие шпаклевочные материалы с другими связующими (табл. 41).
Во всяком случае, имеется очень небольшое количество основных материалов, комбинация и обработка которых в процессе их изготовления дает много модификаций. Указания по стойкости огнеупорных материалов с односторонней нагрузкой по отношению к химичеким воздействиям приведены в табл. 42.
При производстве стройматериалов изделия формируются вручную или предварительно обрабатываются и затем производится дополнительная прессовка их, кирпичи с более специальной структурой зерна встряхиваются, штампуются или гидравлически прессуются. Есть сырьевые материалы, разливаемые в жидком состоянии или получаемые из расплава.