книги / Неформованные огнеупоры. Свойства и применение неформованных огнеупоров Сост. И. Д. Кащеев [ др.]; Под ред. И. Д. Кащеева
.pdfИ.Д. Кащеев, М. Г. Ладыгичев,
В.Л. Гусовский
НЕФОРМОВАННЫЕ
ОГНЕУПОРЫ
ТОМ II
Свойства и применение неформованных огнеупоров
Под редакцией проф., докт. техн. наук И. Д. Кащеева
Второе издание
“Теплотехник” Москва, 2004
УДК 620 193 ББК 35.41
К31
Составители: Кащеев И. Д., Ладыгичев М. Г., Гусовский В. Л.
Неформованные огнеупоры: Справочное издание: В 2-х томах. Т. И. Свойства и приме нение неформованных огнеупоров / Под ред. И. Д. Кащеева. — 2-е изд. — М.: Теплотех ник, 2004. — 400 с.
В справочнике приведены сведения о неформованных огнеупорах, выпускаемых отечественными и зарубежными фирмами на основании действующих стандартов и технических условий. Сформули рованы требования к огнеупорам для тепловых агрегатов в увязке с технологическими процессами и особенностями обрабатываемого материала. Справочник необходим работникам научно-исследова тельских и проектных институтов, наладочных организаций и промышленных предприятий. Поле зен преподавателям и студентам вузов и колледжей.
Ил. 138. Табл. 263. Библиогр. список: 404 назв.
Работа представлена в авторской редакции.
Справочное издание
Кащеев Иван Дмитриевич Ладыгичев Михаил Григорьевич Гусовский Виктор Львович
НЕФОРМОВАННЫЕ ОГНЕУПОРЫ
Том II. Свойства и применение неформованных огнеупоров
Компьютерная версткаА Г. Борисова КорректорЛ. Г. Смирнова
18ЕК 5 -98457 -011 -4
9*785984 |
5 7 0 1 14 |
Сдано внабор 02.07.03. Подписано кпечати27.03.04. Формат70х100 1/16. Бумагаофсетная. Печать офсет ная. Уел. печ. л. 32,5. Уел. кр-отг. 32,5. Уч.-изд.л. 31,20. Тираж 1000 экз. Заказ № 9847
Издательство “Теплотехник” 103064, Москва, ул. Земляной Вал, 27, стр. 3
Отпечатано с оригинал-макета в ППП “Типография “Наука” 121099, Москва, Шубинский пер., 6
13ВМ 5-98457-011-4 |
© Кащеев И. Д., Ладыгичев М. Г., Гусовский В. Л., 2004 г. |
18ВК 5-98457-009-2 |
© “Теплотехник”, 2004 г. |
Оглавление
Глава 1. Свойства неформованных огнеупоров........................................................................ |
|
|
9 |
1.1. Классификация неформованных огнеупоров.......................................................................... |
|
|
9 |
1.2. Огнеупорные бетоны................................................................................................................. |
|
|
10 |
1.3. Набивные массы........................................................................................................................ |
|
|
13 |
1.4. Мертели и растворы для огнеупорных кладок....................................................................... |
|
|
14 |
1.5. Огнеупорные обмазки............................................................................................................... |
|
|
19 |
1.6. Волокнистые огнеупорные материалы.................................................................................... |
|
|
19 |
Глава 2. Применение неформованных огнеупоров в коксовых печах |
............................... |
29 |
|
Глава 3. Применение неформованных огнеупоров в обжиговых машинах |
|
||
и агрегатах прямого восстановления железа.............................. |
. |
|
41 |
3.1. Получение окисленных окатышей.......................................................................................... |
|
|
41 |
3.2. Получение металлизованных окатышей................................................................................ |
|
|
43 |
3.3. Агрегаты прямого восстановления железа............................................................................ |
|
|
43 |
Глава 4. Применение неформованных огнеупоров в печах для производства чу1уна.... |
49 |
||
Глава 5. Применение неформованных огнеупоров в сталеплавильных агрегатах......... |
70 |
||
5.1. Мартеновские печи.................................................................................................................... |
|
|
70 |
5.2. Сталеплавильные конвертеры.................................................................................................. |
|
|
71 |
5.3. Дуговые сталеплавильные печи.............................................................................................. |
|
|
76 |
5.4. Сталеразливочные ковши, установки внепечной обработки стали |
|
|
|
и промежуточные ковши МНЛЗ...................................................................................................... |
|
|
83 |
Глава 6. Применение неформованных огнеупоров в печах цветной металлургии ....... |
101 |
||
6.1. Печи для производства меди.................................................................................................. |
|
|
101 |
6.2. Печи для производства никеля............................................................................................... |
|
|
112 |
6.3. Печи и установки для производства цинка........................................................................... |
|
|
116 |
6.4. Печи для производства олова................................................................................................. |
|
|
121 |
6.5. Печи и установки для производства алюминия.................................................................... |
|
|
122 |
6.6. Печи и установки для производства магния......................................................................... |
|
|
130 |
Глава 7. Применение неформованных огнеупоров в нагревательных |
|
|
|
н термических печах |
|
|
135 |
7.1. Нагревательные колодцы........................................................................................................ |
|
|
135 |
7.2. Нагревательные печи................................................................. |
-.................... ........................ |
* |
139 |
7.3. Термические печи.................................................................................................................... |
|
|
147 |
Глава 8, Применение неформованных огнеупоров в печах для производства цемента 153
8.1. Футеровка вращающихся печей............................................................................................. |
153 |
8.2. Футеровка циклонных теплообменников и декарбонизаторов........................................... |
161 |
Глава 9. Применение неформованных огнеупоров в печах огнеупорной |
|
промышленности.......................................................................................................................... |
166 |
9.1. Шахтные печи.......................................................................................................................... |
166 |
9.2. Туннельные печи..................................................................................................................... |
166 |
9.3. Вращающиеся печи.............................................................................................................. |
170 |
Глава 10. Применение неформованных огнеупоров для котельных установок............. |
173 |
10.1. Общая характеристика обмуровки (футеровки и облицовки) котельных установок ... |
173 |
10.2. Типы обмуровки котельных установок................................................................................ |
173 |
10.3. Обмуровка топочных камер котельных установок............................................................. |
177 |
10.4. Обмуровка промышленных парогенераторов различной мощности |
|
и водогрейных котлов...................................................................................................................... |
180 |
10.5. Огнеупорные и теплоизоляционные материалы, применяемые для обмуровки.......... |
183 |
П р и л о ж е н и е |
|
Продукция, выпускаемая по межгосударственным стандартам................................................ |
192 |
Продукция, выпускаемая по общесоюзным стандартам............................................................ |
206 |
Продукция, выпускаемая по техническим условиям.................................................................. |
210 |
Перечень стандартов и технических условий, помещенных в томе II.................................... |
386 |
Библиографический список........................................................................................................ |
388 |
СОДЕРЖАНИЕ ТОМА I
Предисловие Условные обозначения
Глава 1. Основные тенденции развития огнеупоров н потребляющих
их отраслей промышленности
1.1.Основополагающие мировые тенденции — повышение доли неформованных
ипонижение расхода огнеупоров
1.2.Некоторые общие сведения о металлургической
иогнеупорной отрасли России и Украины
1.3.О глобализации в сферах производства и потребления огнеупоров
1.4.Библиографический список
Глава 2. Классификация и общие сведения о неформованных огнеупорах
2.1.Определения и терминология в области неформованных огнеупоров
2.2.Классификация неформованных огнеупоров по общим признакам
2.3.Классификация неформованных огнеупоров по специальным признакам
2.4.Маркировка неформованных огнеупоров
2.5.Тенденции развития и применения неформованных огнеупоров
2.6.Преимущества и проблемы применения неформованных огнеупоров
2.7.Огнеупорные бетоны
2.8.Торкрет-массы (торкрет-бетоны)
2.9.Другие неформованные огнеупорные материалы
2.9.1.Пластичные массы
2.9.2.Набивные массы
2.9.3.Легочные массы
2.9.4.Сухие массы
2.9.5.Огнеупорные растворы (мертели)
2.9.6.Огнеупорные материалы для ремонта методом нагнетания
2.9.7.Литые огнеупорные бетоны для горячего ремонта
2.10.Библиографический список к главе 2
Глава 3. Цементы, вяжущие, связки и матричные (вяжущие) системы.
Терминология, классификация и общие сведения
3.1.Терминология и определения
3.2.Вяжущие системы как высококонцентрированные суспензии (пасты)
3.2.1.Массовое и объемное содержание фаз
3.2.2.Критическая и относительная концентрация суспензий, формы связи
вних жидкости
3.2.3.Объемное содержание химически связанной жидкости
3.3.Классификация вяжущих и матричных (вяжущих) систем
3.3.1.Общие классификации вяжущих
3.3.2.Классификация вяжущих по признаку объемных фазовых соотношений
3.4.Классификация и общие сведения о высококонцентрированных керамических вяжущих суспензий (ВКВС)
3.4.1.Концепция керамических вяжущих
3.4.2.Кислотно-основные взаимодействия и ионный потенциал
3.4.3.Классификация и отличительные признаки групп ВКВС
3.5.Общая характеристика вяжущих систем керамобетонов
3.6.Общая характеристика вяжущих систем низкоцементных огнеупорных бетонов
3.7.Библиограический список к главе 3
Глава 4. Реология и коллоидная химия дисперсных систем — научная основа
технологии производства и применения неформованных огнеупоров
4.1.0 принципе реотехнологического соответствия в технологии огнеупорных бетонов
4.2.Взаимодействие дисперсных частиц и агрегативная устойчивость систем
4.3.Межфазные взаимодействия и структурообразование керамобетонов
4.4.Состояние и формы связи жидкости в дисперсных системах
иих дефлокуляция (разжижение)
4.5.Элекгрокинетические свойства и прочность вяжущих
4.6.Некоторые общие положения реологии дисперсных систем
4.7.Дисперсные струюуры и струетурно-реологические характеристики дисперсных систем на различных технологических стадиях
4.8.Тиксотропия и тиксотропные системы
4.8.1.Структурная вязкость и тиксотропия
4.8.2.Классификация тиксотропных систем
4.8.3.0механизмах тиксотропии. Тиксотропное структурообразование
4.8.4.Факторы, определяющие тиксотропию
4.9.Дилатансия и дилатантные системы
4.9.1.Факторы, определяющие дилагансию. Коллоидно-химический аспект
4.9.2.Классификация дилатантных систем
4.9.3.Влияние характеристики твердой фазы
4.9.4.Влияние температуры
4.9.5.Влияние стабилизации, коагуляции и старения
4.9.6.Влияние критической и относительной концентрации
4.10.Дисперсные системы со сложным характером течения
4.11.Концентрационная зависимость вязкости неньютоновских дисперсных систем
4.11.1.Вязкость суспензий. Уравнения Пивинского
4.11.2.Влияние аномалии реологического поведения на характер концентрационной зависимости вязкости
4.11.3.Влияние зернистого заполнителя на вязкость наполненных систем
4.12.Библиографический список к главе 4
Глава 5. Порошки и заполнители в технологии неформованных огеупоров.
Общая их характеристика и упаковочные свойства
5.1.Общая характеристика дисперсности и зернового распределения
5.2.Характеристика дисперсности порошков. Основные термины, понятия и определения
5.3.Технологические свойства и характеристики порошков. Способы их изучения
5.4.Влияние некоторых технологических параметров на упаковочные свойства огнеупорных порошков
5.5.Материалы для матричных систем НЦОБ и СНЦОБ
5.5.1.Микрокремнезем и его свойства
5.5.2.Синтетические высокоглиноземистые материалы. Усовершенствованная матричная система на их основе
б
5.6.Характеристики и структурообразующая способность пористых заполнителей
5.6.1.Некоторые свойства пористых заполнителей
5.6.2.Струетурообразующая способность пористого заполнителя
втехнологии керамобетонов с жесткофиксированным каркасом
5.6.3.Кинетика структурообразования керамобетонов
сжесткофиксированным каркасом пористого заполнителя
5.7.Огнеупорные заполнители для неформованных огнеупоров
5.8.0принципах подбора зернового состава формовочных систем
втехнологии огнеупорных бетонов
5.8.1.Об идеальных кривых зернового распределения
5.8.2.Некоторые примеры и анализ реальных зерновых составов
5.9.Библиографический список к главе 5
Глава 6. Процессы формования и уплотнения в технологии огнеупорных бетонов
6.1.Процессы получения и формования литых огнеупорных бетонов
6.1.1.Общая характеристика и классификация
6.1.2.Реологические и технологические особенности
6.1.3.Блияние и взаимосвязь основных технологических параметров
6.1.4.Составы и свойства саморастекающихся НЦОБ и СНЦОБ
6.1.5.Технология огнеупорных бетонов с жесткофиксированным каркасом заполнителя (процесс с ЖФК)
6.1.6.Центробежное формование из литых бетонов
6.1.7.О структурообразовании литых бетонов при частичном обезвоживании
6.2.Вибрационные методы формования и укладки огнеупорных бетонов
6.2.1.Виброреология бетонных смесей
6.2.2.Процессы виброформования (виброуплотнения)
6.2.3.Общие характеристики формовочных систем
6.2.4.Основные параметры и закономерности виброуплотнения
6.3.Процессы виброформования и виброуплотнения в технологии керамобетонов
6.3.1.Процессы вибролитья
6.3.2.Процессы вибропрессования
6.4.Процессы набивки или пневмо(вибро)трамбования
втехнологии огнеупорных бетонов
6.5.Процессы прессования в технологии керамобетонов 6.5.1. Высокоглиноземистые керамобетоны 6.5.2. Кремнеземистые керамобетоны
6.6.Сопоставительная оценка способов формования керамобетонов
6.7.Библиографический список к главе 6
Приложение 1. Основные материалы, используемые в огнеупорной промышленности
Приложение 2. Цены на некоторые виды огнеупорного сырья
Приложение 3. Объемы производства огнеупоров в Японии в 1997-2000 гг.
Приложение 4. Сравнительная характеристика испытательных сит
Приложение 5. Классификация модификаторов, применяемых
впроизводстве строительных бетонов, по функциональному назначению
итехнико-экономическому эффекту
Приложение 6. Пластификаторы бетонных смесей
Приложение 7. Модификаторы пластифицирующего и воздухововлекающего действия
Приложение 8. Суперпластификаторы, применяемые в России и странах СНГ в производстве строительных бетонов
Приложение 9. Перечень модификаторов, применяемых в производстве строительных бетонов
Приложение 10. Теплоизоляционные материалы, выпускаемые ООО “Изомат” (Шабурова I А.)
Я
Глава 1.
СВОЙСТВА НЕФОРМОВАННЫХ ОГНЕУПОРОВ
1.1. Общая характеристика неформованных огнеупоров
Огнеупорные растворы, массы и покрытия относятся к неформованным огнеупо рам. Их классифицируют по специальным признакам и в зависимости от назначения разделяют на группы (табл. 1.1).
В зависимости от типа связки неформованные огнеупоры по аналогии с изделиями подразделяют на группы.
Т а б л и ц а 1.1
Классификация неформованных огнеупоров по специальным признакам_______
Группа |
Характеристика |
Назначение |
Огнеупорные |
Огнеупорные материалы определенного зерно |
Для изготовления огнеупорных |
порошки и за |
вого состава |
изделий, масс, смесей, мерте |
полнители |
|
лей, изготовления и ремонта |
|
|
тепловых агрегатов, теплоизо |
|
|
ляции и др. |
Огнеупорные |
Микрозернистые, тонкодисперсные и ультра- |
Для изготовления бетонных |
цементы |
дисперсные огнеупорные материалы, твер |
изделий, смесей, масс, покры |
|
деющие после смешивания со связкой |
тий и мертелей |
Огнеупорные |
Массы — огнеупорные материалы, состоящие |
Для изготовления изделий, в |
массы и смеси, в из огнеупорных порошков и заполнителей, |
т.ч. бетонных монолитных фу- |
|
т.ч. бетонные |
связки (бетонные массы — вяжущего) и в не |
теровок и их элементов, а также |
|
обходимых случаях добавок (пластифицирую |
ремонтов огнеупорной кладки |
|
щих, структурообразующих и др.), готовые к |
|
|
применению. |
|
|
Смеси — огнеупорные материалы, состоящие |
|
|
из огнеупорных порошков и заполнителей |
|
|
(бетонные смеси — также огнеупорного це |
|
|
мента), требующие введения связки |
|
Огнеупорные |
Смесь тонкодисперсных огнеупорных мате |
Для нанесения в виде слоя, не |
материалы для |
риалов со связкой или без нее |
несущего строительной нагруз |
покрытий (об |
|
ки, на рабочую поверхность |
мазки) |
|
огнеупорной или металличе |
|
|
ской конструкции с целью за |
|
|
щиты ее от износа |
Огнеупорные |
Смеси мелкозернистых огнеупорных материа |
Для заполнения швов и связы |
мертели |
лов с пластифицирующими добавками или без |
вания огнеупорных изделий в |
|
них |
кладке |
Огнеупорные |
Огнеупорные материалы, нуждающиеся в до |
Для изготовления огнеупоров |
порошковые и полнительной технологической обработке |
|
|
кусковые полу |
(плавлении, дроблении, измельчении, смеши |
|
фабрикаты |
вании, формовании, рассеве и др.) |
|
Волокнистые |
Огнеупорные материалы, состоящие преиму |
Для изготовления теплоизоля |
теплоизоляцио- |
щественно из частиц, имеющих форму волокна |
ционных изделий и футеровок, |
ные материалы |
|
уплотнения огнеупорной клад |
|
|
ки и заполнения компенсаци |
|
|
онных швов |
По физическому состоянию во время поставки неформованные огнеупоры подраз деляют на: сухие и полусухие; пластичные и жидкотекучие.
Кроме того, огнеупорные массы, покрытия и смеси по способу нанесения, укладки и уплотнения дополнительно подразделяют на: полученные литьем, торкретированием, обмазкой, виброуплотнением, трамбованием, прессованием, напылением, набивкой.
Более подробно классификация неформованных огнеупоров дана в гл. 2 тома I. Далее рассмотрены свойства наиболее употребительных неформованных огнеупоров: огнеупорных бетонов, набивных масс, мертелей и растворов, огнеупорных обмазок и волокнистых огнеупорных материалов.
1.2. Огнеупорные бетоны
Огнеупорные бетоны получают все более широкое распространение в промышлен ности.
|
|
|
|
Т а б л и ц а 1.2 |
|
Состав и свойства огнеупорных шамотных н динасовых бетонов |
|
||||
Состав бетона |
% |
Зерновой состав |
% |
Некоторыесвойства |
|
наполнителя |
|
||||
|
|
(шамота) |
|
|
|
Глина |
20 |
2-1 мм |
15-20 |
Усадка при 900 °С, % |
0,3-0,5 |
Шамот |
70 |
1-0,5 мм |
10-15 |
Предел прочности при |
25,0-36,0 |
Необожженный каолин |
10 |
0,5-0,088 мм |
10-15 |
сжатии при 900 °С, МПа |
|
|
|
<0,088 мм |
50 |
Рабочая температура, °С |
500-800 |
Шамот |
20 |
3,3—0,85 мм |
13,4 |
Рабочая температура, °С |
1150-1200 |
Портландцемент |
70 |
0,6-0,3 мм |
30,0 |
|
|
|
10 |
0,3-0,15 мм |
22,0 |
|
|
|
|
<0,15 мм |
39,0 |
|
|
Каолиновый шамот |
82 |
10-5 мм |
10-15 |
Температура и прочие |
|
Глиноземистый цемент |
18 |
5-1 мм |
35-40 |
условия коксовой камеры |
|
|
|
<1 мм |
45-50 |
|
|
Каолиновый шамот |
80 |
20—12 мм |
23 |
|
|
Глиноземистый цемент |
20 |
12-6 мм |
18 |
|
|
|
|
6-3 мм |
11 |
|
|
|
|
3-0,5 мм |
29 |
|
|
|
|
<0,5 мм |
19 |
|
|
Динасовый заполнитель |
62 |
Динасовый |
|
Огнеупорность, °С |
1580-1610 |
Тонкомолотый динас* |
20 |
наполнитель: |
|
Температура деформации |
|
Жидкое стекло |
18 |
40-20 мм |
33 |
под нагрузкой 0,2 МПа, °С: |
|
Кремнефтористый |
|
20-12 мм |
14 |
Начало размягчения |
1490-1560 |
натрий (сверх 100 % от |
|
12-5 мм |
14 |
Разрушение |
1530-1570 |
веса жидкого стекла) |
5 |
<5 мм |
39 |
Дополнительный рост после |
0,8-1,6 |
|
|
тонкомолотый |
80-85 |
обжига при 1450 °С, % |
|
|
|
динас или |
|
Кажущаяся пористость, % |
23,5 |
|
|
кварцит |
|
Истинная плотность, кг/м3 |
2400-2480 |
|
|
содержит зерен |
|
Предел прочности при |
|
|
|
<0,088 мм |
|
сжатии, МПа: |
|
|
|
|
|
без обжига |
15,0-16,0 |
|
|
|
|
после обжига при 1400 °С |
36,0-38,0 |
* Тонкомолотый динас можно заменить таким же количествомтонкомолотого кварцита.