2.5. Класифікація вогнетривів по пористості

З огляду на більшу залежність багатьох властивостей вогнетривів від пористості, установлюється 8 градацій значень пористості (табл.6)

Найменування класифікаційних угруповань	Пористість, %
	Відкрита	Загальна
Особливо щільні	До 3
Високогустинні	Понад 3 до 10
Підвищено-щільні	Понад 10 до 16
Ущільнені	Понад 16 до 20
Средньогустинні	Понад 20 до 30
Низькогустинні	Понад 30	Менш 45
Високопористі	Не визначаються	Від 45 до 75
Ультрапористі	Не визначаються	Понад 75

2.6. Класифікація по області застосування

У техніку печібудування широке поширення одержала класифікація, що враховує конструктивні особливості печей і формування вогнетривких виробів. Відповідно до цієї класифікації враховується форма й умови служби вогнетривів.

Називаються такі вироби сводовою, арковою, п’ятковою, ковшовою і доменною цеглою. Вогнетриви призначені для розливу сталі, називаються сифонним або сталерозливочним припасом.

Тема 3. Властивості вогнетривів

3.1. Шлакостійкість вогнетривів

При спорудженні печей для металургійних процесів вогнетривкі матеріали треба підбирати з урахуванням хімічних властивостей матеріалів, що переробляються.

Плавка металів, при якій шлаки виходять із високим вмістом кремнезему (SiО₂), називається кислою. У цьому випадку футеровку печей теж необхідно виготовляти з кислих вогнетривів, тобто з вмістом SiО₂.

При виплавці металів з основними шлаками, у яких переважають окисли кальцію, магнію або заліза, футеровка печі повинна виконуватися з вогнетривів, що мають основні властивості, тобто з магнезиту, доломіту або із хромомагнезиту.

Плавка алюмінію і його сплавів з іншими металами, шлаки яких мають нейтральні властивості, відносится до нейтральних плавок. Для футеровки печі використовують нейтральні вогнетриви, тобто шамот або високоглиноземисті вироби.

Для спеціальних процесів, пов'язаних з одержанням особливо чистих металів, наприклад, при виплавці берилія й урану плавильні посудини відповідно можуть виготовлятися з окису берилія й окису урану.

При виплавці чистих металів з високою температурою плавлення, порядку 1800...2500°С, широко застосовуються вогнетривкі вироби з окислів А1₂О₃, BeO, MgO, ZrO₂ і СаО з температурою плавлення від 2050 до 3300°С.

При виробництві легких і рідких металів: Аl, Mg, Са, Li, Ba, Be, Zr і іншими, одержуваними електролізом фтористих солей, досить агресивних стосовно багатьох вогнетривів, футеровку электролізів виготовляють із графіту або вуглецевих блоків.

Виплавка таких благородних металів як Ag і Аu успішно проводиться, без помітних втрат цих дорогоцінних елементів, в індукційних печах з графітовою футеровкою, виплавка металів платинової групи успішно виконується в тиглях, виготовлених з окису кальцію.

Із цих обставин плавки випливає така фізико-хімічна характеристика, як шлакостійкість вогнетриву.

Під час роботи більшості печей їх вогнетривка футеровка перебуває в безпосередньому контакті з розплавленою, газоподібною або твердою фазами. У мартенівських печах при температурах 1600...1700°С вона стикається із трубними газами, з розплавами сталі й шлаків, у дугових електропечах при температурах 1800...2500°С вогнетриви стикаються з розплавленим середовищем виплавлюваних феросплавів і спеціальних сталей. У нагрівальних печах при температурах 1200...1350°С футеровка печі контактує зі злитками сталі й окалиною заліза.

Загалом, шлакостійкість вогнетривів обумовлюється їхнім опором до роз'їдаючої дії розплавлених мас.

Найважливіші фактори, що визначають хімічну активність шлаків і взаємодію з вогнетривкою кладкою печей:

• температура процесу;

• хімічна й мінералогічна сполука вогнетривів і шлаків;

• змочування вогнетриву розплавом (шлаками);

• в'язкість шлаків;

• гранулометрична сполука й структура вогнетривких виробів, характер і величина пор.

Температура процесу дуже інтенсивно впливає на активність шлаків, тому що з підвищенням температури значно підвищується їхня текучість і змочуваність. У цьому випадку шлаки легко проникають в усі пори й тріщини вогнетривкої футеровки, у результаті чого значно збільшується поверхня контакту вогнетривів зі шлаками. Пропорційно збільшенню поверхні контакту підвищується швидкість хімічних реакцій взаємодії шлаків з вогнетривом. З підвищенням температури шлакороз’єднаня вогнетривів (1250...1500°С) спостерігається прискорене зношування грубої футеровки. При цьому необхідно пам'ятати, що чим ближче хімічний склад шлаків до хімічного складу вогнетриву, тим менше взаємодія між ними.

Особливо активними, майже до всіх вогнетривких матеріалів, є шлаки з високим змістом Fe. Найменш активні з будь-яким вогнетривом шлаки з основністю (СаО/SiО₂) близькою до 1.