6.4 Огнеупорные растворы, обмазки, набивочные массы, бетоны, их состав и свойства.

Огнеупорные растворы

Для обеспечения плотности футеровки печей и её хорошего сопротивления проникающему и разъедающему воздействию раскалённых газов, расплавленных шлаков и металла, швы между отдельными кирпичами в процессе кладки чаще всего заполняют либо огнеупорными растворами, либо тонко помолотыми порошками, изготовленными из того же огнеупорного материала, из которого выполнена футеровка.

Растворы должны обеспечивать хорошее заполнение швов и минимальные расстояния между соединяемыми кирпичами. Они должны обеспечивать монолитность кладки. Такие их свойства как коэф. термического расширения, изменение объёма при нагреве, предельная температура применения, шлакоустойчивость, должны быть возможно более близкими к этим свойствам соединяемых огнеупорных кирпичей. Поэтому огнеупорные растворы всегда готовят на основе того же материала, из которого изготавливается огнеупорная футеровка.

Огнеупорные набивочные массы

Чаще всего применяют для изготовления монолитных футеровок. Отсутствие швов повышает стойкость такой футеровки, время и затраты на её изготовление сокращаются, а с помощью соответствующих шаблонов создаётся возможность изготовления любых сложных элементов футеровки.

Эта масса должна сохранять постоянство объема по всему сечению футеровки.

Основой набивочных масс служит соответствующий огнеупорный материал в виде порошка тонкого помола. В качестве связующих веществ применяют огнеупорную глину, борную кислоту, патоку, жидкое стекло. Количество связующих добавок зависит от конкретных условий и обычно не превышает 5-15 %.

Массу увлажняют до требуемой консистенции и с помощью специальных шаблонов и трамбовок придают ей нужную форму непосредственно в рабочей камере печи. Готовую футеровку медленно сушат и нагревают во избежание появлений трещин.

В последнее время получают распространение безводные набивочные массы на органических связках, подвергающиеся коксованию в процессе обжига:

на обезвоженной каменноугольной смоле, на смеси битумов или нефтяного воска с мазутом и т.д..Такие смеси не требуют никакой подготовки перед набивкой, а время разогрева футеровки сокращается в несколько раз.

Огнеупорные обмазки.

Их применяют либо для уплотнения футеровки (наносят снаружи кладки), либо для защиты её от воздействия высоких температур.

Уплотнительные обмазки составляют из смеси 70-80% кварцевого песка или динасового порошка, 10-20% асбеста или графита с добавкой 20% жидкого стекла. Обмазку наносят тонким слоем 2-4 мм на хорошо очищенную поверхность кладки, имеющей температуру при нанесении слоя не выше 100 ⁰С.

Защитные обмазки должны обладать не только соответствующей огнеупорностью, но и хорошей сцепляемостью с кладкой. В состав обмазок входят в качестве основы различные огнеупорные порошки (шамот, кварцит, хромит и т.д.) с добавлением связующих веществ и воды.

Связующие вещества: огнеупорная глина 3-13%, жидкое стекло 2-7%. Защитные обмазки наносят на поверхность слоем толщиной 2-3 мм. Их применяют в нагревательных печах и очень редко в плавильных выше уровня шлака. Защитные обмазки часто используют при горячих ремонтах печей для заделки небольших отверстий в кладке.

Огнеупорные бетоны.

Их применяют для изготовления монолитных футеровок печей и топок методом сооружения опалубки соответствующей формы из дерева или из металла, заливки в неё жидкой бетонной массы и разборки опалубки после затвердевания бетона.

Поскольку обычные бетоны начинают разрушаться при температуре превышающей 200 ⁰С, то огнеупорные бетоны готовят на основе стабилизированного портландцемента либо глинозёмистого или магнезиального цемента с использованием в качестве заполнителя тонкомолотого и дробленого соответствующего обожженного огнеупорного материала.

Этот материал предаёт бетону необходимую огнеупорность, а цемент играет роль вещества, связывающего огнеупорные частицы вместе. Для улучшения связок добавляют жидкое стекло.

Стоимость футеровки из огнеупорных бетонов ниже, чем стоимость кладки из обожженных изделий или набивной футеровки. Однако её сушка и разогрев требуют длительного времени, а стойкость её к эксплуатации остаётся более низкой.