4.1.2.7. Кислая, основная и нейтральная футеровки

Кислую футеровку изготавливают из кремнеземистых огнеупорных материалов (состоящих в основном из окиси кремния), имеющих кислый характер. Нацболее часто для изготовления кислой футеровки применяют кварциты. Кремнеземистые материалы имеют температуру плавления от 1650 до 1710 °С и температуру начала деформации под нагрузкой 0,2 МПа 1400—1600 °С. Они хорошо противостоят воздействию кислых и основных шлаков.

Основную футеровку изготавливают из магнезитовых, известковых, доломитовых и других огнеупоров, в которых содержится преимущественно окись магния. Материалы отличаются высокой огнеупорностью, их температура плавления, как правило, выше 2000 °С; температура деформации при 0,2 МПа колеблется от 1600 до 1700 °С. Они хорошо противостоят воздействию основных шлаков.

Нейтральную футеровку до последнего времени специально не выделяли и относили к основной футеровке. Эта футеровка характеризуется большим содержанием амфотерных окислов (А1203, Zr02, Gr203). Для изготовления ее применяют: корунд, стабилизированную двуокись циркония, хромит, шпинели состава MgO-Al203 и MgO-Cr03, хромомагнезитовые и магнезитохромитовые огнеупоры типа термостойких периклазошпинелевидных, циркониевые, фэрстеритовые. высокоглиноземистые огнеупоры, а также тугоплавкие безокисные соединения (карбиды, нитриды, силициды, бориды и др.). Температура плавления указанных высокоогнеупорных материалов колеблется от 2000 до 3000 °С. Они отличаются, как правило, высокой термостойкостью, сравнительно низким коэффициентом термического расширения и большой шлакоустойчивостыо как к основным, так и к кислым шлакам.

В печах большое значение имеет термостойкость огнеупорных материалов, т. е. сохранение прочности при температурных колебаниях, возникающих при нагревании и охлаждении.

При одностороннем нагреве в огнеупорных материалах возникают напряжения растяжения на изгиб и срез; с увеличением коэффициента теплового расширения и толщины огнеупорного материала эти напряжения возрастают и уменьшаются при повышении упругости и коэффициента теплопроводности.

Вакуумные сушильные шкафы для низкого вакуума

Величины напряжений, обусловленных материалами футеровки, будут тем больше, чем короче отрезок времени и выше температура одностороннего нагрева материала. Печи химической промышленности следует нагревать и охлаждать тем медленнее, чем больше чувствительность огнеупорных материалов к температурным колебаниям.

Кирпичи большой плотности являются менее эластичными по сравнению с пористыми кирпичами. В частности, у динасовых кирпичей в диапазоне температур до 200 °С тепловое расширение довольно значительное, еще довольно высокое оно и при температуре красного каления, а свыше этой температуры тепловое расширение .уже не играет роли.

Магнезит расширяется также очень сильно, а алюмосиликаты и силикаты циркония, карбиды кремния расширяются умеренно.

Во избежание возникновения напряжений в толстостенных химических печах вследствие теплового расширения огнеупорных материалов в футеровке делают температурные швы, ширина которых соответствует расширению материалов. Тепловые напряжения могут приводить к растрескиванию кирпичей и к образованию трещин. Многие повреждения в химических печах возникают уже во время начального производственного периода, вследствие очень быстрого высыхания кирпичной футеровки и нагревания печи. Слишком быстрое охлаждение (холодное дутье, водяное орошение) может также привести к повреждениям футеровки (растрескивание головок и разрыхление структуры кирпичей).

Для руднотермических печей важное значение имеет удельное электросопротивление огнеупорного материала (табл. 44).