Отчет по практике наименование практики: Учебная практика Место прохождения практики

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС» В ГОРОДЕ АЛМАЛЫК
(РЕСПУБЛИКА УЗБЕКИСТАН)


Кафедра «Социально-гуманитарные и специальные дисциплины»


ОТЧЕТ ПО ПРАКТИКЕ
Наименование практики: Учебная практика


Место прохождения практики: Дистанционная учебная практика


(кафедра, структурное подразделение: наименование организации)


ВЫПОЛНИЛ: Эралиев Мухриддин
Студент группы Мет 4-18
(номер группы)
Эралиев Мухриддин
(фамилия, имя, отчество)


(подпись)


(дата сдачи) Руководитель практики от филиала:




(подпись) (фамилия, имя, отчество)
Руководитель практики от организации:




(подпись) (фамилия, имя, отчество)
08.07.2020


(дата)


Оценка:
Алмалык 2020
Металлургическое топливо.


Многие металлургические процессы осуществляются при высоких температурах и связаны с большими затратами тепловой энергии, которую получают за счет сжигания топлива или использования электроэнергии. Топливо также расходуется для получения других энергоносителей (сжатого воздуха, кислорода и пр.), а в ряде технологических схем оно используется в качестве восстановителя. Основные виды топлива имеют органическое происхождение, поэтому углерод, водород, кислород, азот и сера, в виде различных соединений составляют основную массу топлива. Негорючая часть топлива – зола, состоит в основном из оксидов Al2O3, SiO2, CaO и Fe2O3. Различают твердое, жидкое и газообразное топливо, а по способу получения – естественное и искусственное топливо, которое вырабатывают из естественного топлива (например, кокс, древесный уголь, генераторный газ), или побочно получают при осуществлении какого-либо технологического процесса (например, доменный газ). При сжигании топлива выделяется теплота, количество которой связано с составом топлива, его видом и условиями сжигания. Количество выделяющегося тепла называют теплотой сгорания топлива и выражают в следующих единицах: кДж/кг, кДж/м3 или кДж/моль. Для сравнения различных видов топлива введено понятие условного топлива, теплота сгорания которого 29300 кДж/кг. Так, 1 кг мазута с теплотой сгорания 40000 кДж/кг или 1 кг бурого угля с теплотой сгорания 10000 кДж/кг будут равны 40000/29300 = 1,37 и 10000/29300 = 0,34 кг. условного топлива (кг. у.т.). В последние годы в цветной металлургии при переработке сульфидных руд используют теплоту сгорания содержащихся в сырье сульфидов. Тепловая характеристика основных видов топлива представлена в таблице 1.1.


Для сжигания топлива необходим кислород, а полнота сжигания топлива определяется коэффициентом избытка дутья ( ). При полном сгорании топлива = 1; при недостатке дутья 1, а при избытке - 1. При большом избытке дутья вместе с избыточным кислородом воздуха будет поступать примерно в 4 раза больше азота, требующего теплоты для его нагрева, но при этом в зоне горения создается окислительная атмосфера. При недостатке дутья ( 1) горение будет неполным и в аппарате создается восстановительная атмосфера, которая часто необходима для технологических нужд. Эффективность сжигания топлива снижается при наличии в нем влаги и золы, так как влага требует затрат тепла на ее испарение и нагрев до температуры топочных газов, а зола ухудшает качество топлива и условия его сжигания. В металлургии стремятся использовать качественное топливо – природный газ, мазут, кокс и высококалорийные сорта каменного угля. Природный газ является самым удобным топливом с хорошими теплотехническими характеристиками. Его транспортируют в трубопроводах непосредственно до места потребления, и он не требует никакой подготовки перед сжиганием. Потребителем газа являются плавильные печи, энергетические и нагревательные установки. Жидкое топливо в основном используется в виде мазута – остатка от переработки нефти. Мазут является ценным сырьем для получения смазочных масел и других химических соединений, и поэтому его применение в качестве топлива постоянно сокращается. Перед употреблением мазут подогревают для снижения вязкости и распыляют с помощью форсунок. Каменный уголь содержит 75-97 % углерода и от 9 до 45 % летучих веществ. Его используют в качестве энергетического и технологического топлива и сжигают преимущественно в виде пыли, распыляя сжатым воздухом. Кокс представляет собой твердый остаток, получаемый при коксовании каменного угля и некоторых нефтепродуктов. Кокс содержит 96-98 % углерода, его пористость составляет 49-53 %, а плотность – 1,85-1,95 г/см3. Более 80 % кокса расходуется на выплавку чугуна в доменных печах, а также в литейном производстве. Нефтяной кокс получают путем коксования нефтяного сырья, он содержит 90-96 % углерода, и, что очень ценно, только 0,1-0,8 % золы. Поэтому он широко применяется при производстве электродных изделий, анодов для алюминиевой промышленности, графитированных электродов для


дуговых печей и электролизеров. Искусственное газообразное топливо представляет собой доменный, коксовый, генераторный и водяной газы. Первые два вида являются побочными продуктами доменной плавки и процесса коксования, а два других приготавливают путем газификации твердых и жидких видов топлива воздухом или водяным паром в газогенераторах по реакциям


C + 0,5O2 = CO; C + H2O = CO + H2.


Нагрев электрическим током находит широкое применение в металлургии. На этом принципе работают электрические печи сопротивления, различные виды дуговых и индукционных печей, а в последние годы все шире используют печи с электронно-лучевым и плазменным нагревом.


Металлургическое топливо
Основными видами металлургического топлива являются _кокс, мазут, природный газ и др.


Важнейшей характеристикой топлива является его теплота сгорания


Q = q m,


где q - удельная теплота сгорания; m - масса.


Основными горючими компонентами топлива являются угле­род и водород. К негорючей части относят азот, влагу, золу. Сера в топливе - вредная примесь, ухудшающая качество металла.


Кокс - главное топливо при выплавке чугуна в доменных печах и в вагранках - печах для расплавления чугуна в литейных цехах. Кокс - твердая пористая масса, получающаяся из коксующихся каменных углей после удаления из них летучих веществ путем пиролиза в специальных печах, т.е. разложения при прокаливании из­мельченного угля без доступа воздуха при 950-1100°С в течение 15-18 часов. Кокс дорогое и дефицитное топливо. Оно содержит до 90 % углерода, до 2 % серы и пр., q= 6500-7500 ккал/кг.


Мазут применяют для отопления сталеплавильных марте­новских печей и др. Мазут - остаток при переработке нефти (после возгонки из нее бензина, керосина и пр.).


q = 9500-10500 ккал/кг.


Природный газ состоит из метана СН4 (92-98 %) q=8000 ккал/м3. Используют в доменных и мартеновских печах.


12.4. Огнеупорные материалы
Огнеупорность - способность выдерживать высокие темпера­туры не расплавляясь. Различают огнеупорные материалы (1580-1750°С), высокоогнеупорные (1750-2000°С) и особо огнеупорные (выше 2000°С). Огнеупорные материалы используют в виде кирпичей для кладки стен и свода печей и в виде огнеупорных изделий - футеровочных трубок, стаканов и т.п.


Кислые огнеупорные материалы - динасовый кирпич, кварце­вый порошок, кварцевые трубки и стаканы. Содержат в основном SiO2 (до 1750°С).


Основные (ударение на второе "о") огнеупорные материалы - магнезитовые, доломито­вые и др. Содержат MgO, CaO.


Магнезит (до 90-95 % MgO). Огнеупорность 2000-2400 °С.


Доломит. Содержит 35-49 % MgO и 53-58 % СО. Огнеупорность 1800-1980 °С.


Нейтральные огнеупорные материалы - шамот и др. Шамот содержит 50-60 % SiO2, 30-45 % Al2О3. Огнеупорность 1580-1750 °С.


12.5. Производство чугуна
Чугун - железоуглеродистый сплав, содержащий более 2,14 % уг­лерода. В нем всегда присутствуют кремний (до 4 %), марганец (до 2 %), фосфор и сера. Чугун является основным исходным материалом для получения стали. Кроме того, чугун наиболее распространенный литейный сплав.


Чугун выплавляют из железной руды. Основные железные руды: красный железняк - гематит, окись железа Fe2О3 (70 % Fe); магнитный железняк - магнетит (Fe3О4 ) 72,4 % Fe.


Другие руды: бурый железняк, шпатовый железняк, железистые кварциты, титаномагнетиты.


Доменные флюсы необходимы для удаления из доменной пе­чи тугоплавкой пустой породы руды и золы топлива. Сплавляясь с флюсом, они образуют легкоплавкий сплав - доменный шлак, кото­рый удаляется из печи через шлаковую летку. Флюс обеспечивает по­лучение шлака с необходимым химическим составом, что в значи­тельной мере определяет состав и физические свойства чугуна. В ка­честве флюсов используют известняк СаСО3.


Подготовка руды к плавке. До плавки руду подвергают пред­варительной обработке, включающей дробление, сортировку по крупности, усреднение по химическому составу, обогащение (водное и магнитное), агломерацию (окускование мелкой руды спеканием), либо скатывание.


Топливо — [fuel] горючие вещества, выделяющие при сжигании значительного количества теплоты, используемые непосредственно в технологических процессах или преобразовывается в другие виды энергии. Для сжигания топлива служат разные технические устройства:… … Энциклопедический словарь по металлургии


пылевидное топливо — [pulverized coal] продукт механической переработки твердого топлива, измельченного до порошка с < 1 мм частицами. Благодаря громадному увеличению удельной поверхности пылевидное топливо обладает исключительн высокими харрактеристиками в процессе… … Энциклопедический словарь по металлургии


условное топливо — [fuel unit, standard fuel] единица учета расхода органического топлива, применяемая для сопоставления эффективности разных видов топлива и суммарного их учета. В качестве единицы условного топлива принят 1 кг топлива с теплотой сгорания 29,3… … Энциклопедический словарь по металлургии


комбинированное топливо — [combined fuel] смесь топлив, разных по агрегатному состоянию. Химический состав комбинированного топлива определяется относительной долей и химическим составом смешиваемого компонентов и может быть заранее задан в соответсвтии с требованиями… … Энциклопедический словарь по металлургии


искусственное топливо — [artificial fuel] топливо, полученное в результате переработки природного топлива или как побочный продукт технологического процесса. Разнообразные методы переработки природного топлива могут быть разделены на две группы: физико механическую и… … Энциклопедический словарь по металлургии


естественное (природное) топливо — [natural fuel] ископаемое и находящееся на поверхности земли твердое, жидкое и газообразное топливо, используемое в том виде, в котором оно встречается в природе. К твердому топливу относятся: древесина, торф, бурый и каменный уголь, антрацит,… … Энциклопедический словарь по металлургии


твердое топливо — [solid fuel] топливо, характеризующееся общим для всех его видов агрегатным состоянием. Твердое топливо обладает свойствами сыпучего тела, позволяющего добывать, складировать и перемещать его посредством общеизвестных механических систем и… … Энциклопедический словарь по металлургии


жидкое топливо — [liquid fuel] горючее вещество, имеющее общее для всех его видов жидкое агрегатное состояние. Жидкое топливо представлено своими естественными видами (разными сортами нефти) и постянно расширяющимся перечнем искусствен видов. Нефть природный… … Энциклопедический словарь по металлургии


газообразное топливо — [fuel gas] горючие газы в смеси с негорючими соединениями. Физико химические свойства и теплотехническая характеристика газообразного топлива определяется свойствами отдельных компонентов, входящих в состав данного топлива (N2, H2, H20, СО2, SO2 … Энциклопедический словарь по металлургии


Парокислородный газ — искусственный газ, получаемый путём газификации твёрдого топлива в Газогенераторах с дутьём из смеси кислорода и водяного пара. Объёмный состав П. г. в идеальном случае: 66% CO и 34% H2. Однако в реальных условиях в П. г. содержатся и др


Огнеупорные материалы


Огнеупорные материалы — это материалы применяемые для проведения металлургических процессов (плавка, отжиг, обжиг, испарение и дистилляция), конструирования печей, высокотемпературных агрегатов (реакторы, двигатели, конструкционные элементы и др).


Огнеупорные материалы отличаются повышенной прочностью при высоких температурах, химической инертностью. По составу огнеупорные материалы это керамические смеси тугоплавких оксидов, силикатов, карбидов, нитридов, боридов. В качестве огнеупорного материала применяется углерод (кокс, графит). В основном это неметаллические материалы, обладающие огнеупорностью не ниже 1580°C, применяются практически везде, где требуется ведение какого-либо процесса при высоких температурах.


Огнеупоры подразделяются на формованные (изделия) и неформованные (порошки, мертели и т. д.), также их классифицируют по следующим признакам:


огнеупорность
пористость
химико-минеральный состав
область применения
Классификация по огнеупорности


огнеупорные (огнеупорность от 1580 до 1770 ° С)
высокоогнеупорные (от 1770 до 2000 ° С)
высшей огнеупорности (более 2000 ° С)
Классификация по пористости


особоплотные (открытая пористость до 3 %)
высокоплотные (открытая пористость от 3 до 10 %)
плотные (открытая пористость от 10 до 16 %)
уплотненные (открытая пористость от 16 до 20 %)
среднеплотные (открытая пористость от 20 до 30 %)
низкоплотные (пористость от 30 % до 45 %)
высокопористые (общая пористость от 45 до 75 %)
ультрапористые (общая пористость более 75 %)
Классификация по химико-минеральному составу


Следует различать кислые, нейтральные и основные огнеупоры. Более детальная классификация производится по их химическому составу:


Кремнеземистые
Алюмосиликатные
Глиноземистые
Глиноземоизвестковые
Высокомагнезиальные
Магнезиально-известковые
Известковые
Магнезиально-шпинелидные
Магнезиально-силикатные
Хромистые
Цирконистые
Оксидные
Углеродистые
Оксидоуглеродистые
Карбидкремниевые
Бескислородные
Область применения


Огнеупоры имеют очень много областей применения, но всех их можно разбить на две основные группы, это огнеупоры (огнеупорные изделия, например, кирпич) общего назначения, и огнеупоры, спроектированные специально для какого-либо теплового агрегата.


Периклазоуглеродистые огнеупоры [periclase (magnesite)-carbon refractories] — огнеупоры, изготавливающиеся из периклаз. порошка с добавлением 6—25 % природного или искусственного графита и органич. связки (напр., фенольной порошкообразной с этиленгли-колем или бакелита). Периклазоуглеродистые огнеупоры применяют для футеровки устройств для подачи газа снизу в конвертерах с комбинированной продувкой и ответств. участков стен мощных электродуговых печей; для шлак, пояса электродуг. печей и сталеразлив. ковшей, а также шиберных затворов;


Углеродистые огнеупоры [carbon refractories] — огнеупоры, состоящие преимущественно из своб. углерода или содержащие углерод в качестве основного компонента. К углеродистым огнеупорам относят: угольные и графитир. блоки, изготовляемые из кокса и термоантрацита с каменноугольной смолой, пеком, битумом, антрац. маслом, обжигаемые при 1100—1450 °С; графитир. изделия из нефтяного кокса с графит. структурой и малым содержанием золы, получаемые обжигом при / > 2000 °С; пирографит — продукт разложения углеродсодержащего газа на нагретой поверхности и др. К углеродистым огнеупорам относят также углеродсодержащие огнеупоры, изготовляемые из графита, огнеупорной глины, шамота (в т.ч. высокоглиноземистого), корунда и т.п. Углеродистые огнеупоры отличаются высокой теплопроводностью, низким ТКЛР, хорошей стойкостью при взаимодействии с расплавами металлов и шлаками. Углеродистые огнеупоры применяют для футеровки нижнего строения домен, печей, электротермич. печей, агрегатов для плавки свинца, меди и др., а также для изготовления погружных стаканов, стопоров-моноблоков, вкладышей для изложниц, тиглей для плавки цветных металлов и др. Неформов. углеродистые огнеупоры из кокс, порошков на каменноуг. смоле применяют для заполнения швов кладки, углеродсодержащие — для футеровки желобов домен, печей и др.;


Шамотные огнеупоры [fireclay refractories] — алюмосиликатные огнеупоры, содержащие, мае. %, 28-45 А12О3 и 50-70 SiO2. Технология производства формов. шамотных огнеупоров включает: обжиг глины (каолина) при 1300-1500 °С во вращ. или шахтных печах, измельчение полученного шамота, смешивание со связ. глиной и водой (иногда с добавлением других связывающих материалов), формование, сушку и обжиг при 1300—1400 °С. Ш. о. применяют для футеровки домен, печей, сталеразлив. ковшей, нагреват. и обжиг, печей, котельных топок и др., а тж. для изготовления сифонных изделий для разливки стали. Неформов. Шамотные огнеупоры изготовляют из измельченного шамота и связ. материалов и применяют в виде мертелей, набивных масс, порошков, заполнителей бетонов и др. при выполнении и ремонте огнеуп. футеровок разных тепловых агрегатов.


Основы производства огнеупорных материалов
Теоретические основы производства огнеупорных материалов впервые были изложены академиком А. А. Байковым, который рассматривал процесс превращения порошкообразной массы в твердый кристаллический сросток как процесс перекристаллизации огнеупорного материала в жидкой фазе при определенной температуре. В основных чертах этот процесс подобен процессу затвердевания цемента, смешанного с водой. Поэтому огнеупорные материалы можно назвать «цементами высоких температур», а готовые огнеупорные изделия из них — «бетонами высоких температур».


При производстве огнеупорных изделий массу, состоящую из огнеупора определенного химического состава и связующего вещества подвергают формовке, сушке и обжигу. В процессе формовки изделию придается заданная форма на специальных формовочных прессах. При сушке удаляется излишняя влага, и изделие приобретает некоторую начальную прочность. Процесс обжига можно разделить на три периода: во время первого периода температура постепенно повышается до некоторой достаточно высокой, определяемой химическим и минералогическим составом массы; во втором периоде, достаточно продолжительном, температура поддерживается на заданном уровне; в третьем периоде температура снижается до нормальной, и обожженные изделия охлаждаются.


Наибольшее значение для качества изделия имеет второй период. В начале его обжигаемое изделие представляет собой массу, состоящую из отдельных зерен или крупинок огнеупорного материала, пропитанных и смоченных небольшим количеством расплава. Эта жидкая фаза образовалась при взаимодействии главного окисла, являющегося огнеупорным материалом, со всеми примесями, имеющимися в массе. Количество образованного расплава зависит от температуры и количества примесей, причем чем выше температура обжига во втором периоде и больше примесей, тем больше образуется расплава. В результате перекристаллизации в расплаве в конце второго периода твердые частицы образуют плотный кристаллический сросток. При этом масса утрачивает свою рыхлость и приобретает механическую прочность. Такое превращение совершается при постоянной температуре (которая ниже температуры плавления огнеупора) путем перекристаллизации огнеупорного материала в небольшом количестве жидкой фазы.


Степень растворения основного окисла в расплаве, а следовательно, и полнота его перекристаллизации зависят от степени дробления исходного материала, так как с уменьшением размера зерен растворимость их увеличивается. Твердое тело с правильной кристаллической решеткой обладает меньшей растворимостью, чем тело с деформированной решеткой. Деформация кристаллической решетки может наступить во время обжига либо вследствие полиморфного превращения, сопровождаемого значительным изменением объема, либо в результате разложения химического соединения, входящего в состав исходного материала.


Условия, соблюдение которых необходимо для получения качественных огнеупорных изделий, сформулированные А. А. Байковым, следующие:


наличие в шихте таких примесей, с которыми огнеупорный материал может давать расплав и может в нем растворяться;
обжиг при температуре, обеспечивающей образование требуемого количества расплава;
выдержка при температуре обжига в течение времени, достаточного для завершения процесса перекристаллизации.
Классификация огнеупорных материалов
Огнеупорами называются строительные материалы, деформирующиеся при температуре не ниже 1580° С и способные противостоять длительному воздействию высоких температур без изменения своих физико-механических свойств.


При сооружении металлургических печей наряду с обычными строительными материалами — железобетоном, бетоном, строительным кирпичом — широко используются материалы специального назначения — огнеупорные, теплоизоляционные, жаропрочные металлы. Из них наибольшее значение в металлургии имеют огнеупоры, так как металлы и сплавы в большинстве случаев получают при высокой температуре, и производительность печей во многом зависит от качества применяемых огнеупоров.


По химико-минералогическому составу
По химико-минералогическому составу огнеупоры делятся на следующие группы.


Кремнеземистые — динасовые (не менее 92% SiO2), изготавливаемые из кварцитовых материалов (главным образом из кварцита).
Алюмосиликатные, изготавливаемые из огнеупорных глин и каолинов, к которым относятся шамот (до 45% Al2O3 ) и высокоглиноземистые огнеупоры (свыше 45% Al2O3).
Магнезиальные, изготавливаемые из минералов, содержащих магнезит, с различными связующими добавками. Сюда входят магнезитовые (не менее 85% MgO), доломитовые (не менее 35% MgO и 40% CaO), форстеритовые (от 35 до 55%MgO и Cr2O3), шпинельные(MgO и Al2O3 в молекулярном соотношении) огнеупоры.
Хромистые, к которым относятся хромитовые (около 30% Cr2O3) и хромомагнезитовые (10 — 30% Cr2O3 и 30 — 70% MgO) изделия.
Углеродистые, в состав которых входит в том или ином количестве углерод, — графитовые (30 — 60% С), коксовые (70 — 90% С).
Цирконистые: циркониевые, изготавливаемые из ZrO2 и цирконовые, изготавливаемые из минерала Zr2O3•SiO2.
Окисные — изделия из окиси бериллия, окиси тория и окиси церия.
Карбидные и нитридные, к которым относятся карборундовые (30—90% SiC) огнеупоры и огнеупоры из нитридов, карбидов и сульфидов.
По степени огнеупорности
По степени огнеупорности материалы делятся на три группы:


огнеупорные (1580—1750° С);
высокоогнеупорные (1770—2000° С);
высшей огнеупорности (>2000° С).
Согласно ГОСТ 4385 — 68 материалы огнеупорные в свою очередь делятся на классы:


Класс 0 — огнеупорность не менее 1750° С;
Класс А — огнеупорность не менее 1730° С;
Класс Б — огнеупорность не менее 1670° С;
Класс В — огнеупорность не менее 1580° С.
По термической обработке
По термической обработке огнеупорные изделия делятся на:


обжиговые (обожженные после формовки);
безобжиговые;
литые плавленые.
По способу изготовления
По способу изготовления огнеупоры делятся на:


формованные — форма придается при изготовлении (изделия огнеупорные и теплоизоляционные);
неформованные — форма приобретается в процессе применения (огнеупорные бетоны, набивные массы, обмазки);
огнеупорные растворы — наполнители швов огнеупорной кладки.
По сложности формы и размерам
По сложности формы и размерам штучные огнеупорные изделия делятся на следующие виды:


нормальный кирпич;
фасонное изделие;
крупные блоки;
специальные изделия (тигли, трубки и т. и.).
Основные свойства огнеупорных материалов
Пригодность тех или иных огнеупоров в каждом отдельном случае оценивается в зависимости от их основных физических и рабочих свойств.


Рабочими называют свойства огнеупоров, удовлетворяющие требованиям, предъявляемым в данном конкретном случае. Основными свойствами огнеупоров являются огнеупорность, термическая стойкость, химическая стойкость, деформация под нагрузкой при высокой температуре и постоянство формы и объема, пористость, газопроницаемость, теплопроводность, электропроводность.


Огнеупорность
Определение огнеупорности с помощью пироскопов


Огнеупорностью называется способность материалов выдерживать высокие температуры, не деформируясь под действием собственного веса. При нагреве огнеупорный материал вначале размягчается вследствие плавления его легкоплавкой составляющей. При дальнейшем нагреве начинает плавиться основная масса, и вязкость материала постепенно уменьшается. Процесс плавления огнеупоров выражается в постепенном переходе из твердого состояния в жидкое, причем температурный интервал от начала размягчения до расплавления иногда достигает нескольких сот градусов. Поэтому для характеристики огнеупорности пользуются температурой размягчения.


Для этой цели при определении огнеупорности материалов используются керамические пироскопы (ПК). Пироскопы представляют собой трехгранные усеченные пирамиды высотой до 6 см с основанием в виде равностороннего треугольника со сторонами, равными 1 см.


Каждому пироскопу соответствует определенная температура размягчения, т. е. температура, при которой пироскоп размягчается настолько, что вершина его касается подставки (рис. 84). В маркировке пироскопов указывается его огнеупорность, уменьшенная в десять раз. Для определения огнеупорности материала из него изготавливают пирамидку по размерам пироскопа. Испытуемый образец вместе с несколькими пироскопами разных номеров устанавливают на подставке и помещают в электрическую печь. Испытание на огнеупорность сводится к наблюдению за размягчением (падением) образцов сравнительно с пироскопами при определенных условиях нагрева. Огнеупорность материала обозначается номером того пироскопа, с которым образец упал одновременно.


Деформация под нагрузкой при высоких температурах
В кладке печи огнеупоры испытывают в основном сжимающее усилие, увеличивающееся при нагреве печи. ДляЗависимость между деформацией огнеупоров под нагрузкой и температурой оценки механической прочности огнеупоров обычно определяют зависимость изменения величины деформации от температуры при постоянной нагрузке (рис. 85).


Испытания проводят на цилиндрическом образце высотой 50 и диаметром 36 мм при постоянной нагрузке 1,96•105 Па. Результаты испытания представляют в виде графика зависимости изменения высоты образца от температуры. Для характеристики деформации отмечают температуру начала размягчения, когда высота образца уменьшается на 4%, температуру, соответствующую изменению высоты на 40%, и температурный интервал размягчения, представляющий разность этих двух температур.


Постоянство формы и объема
При нагреве огнеупоров в печах происходит изменение их объема под влиянием двух факторов — термического расширения и усадки (или роста). Термическое расширение большинства огнеупоров невелико. Гораздо значительнее изменение объема огнеупора при высоких температурах за счет происходящих превращений. Так, шамотные изделия дают усадку в результате образования некоторого количества жидкой фазы и уплотнения черепка. Обычно это уменьшение объема бывает больше, чем его термическое расширение, и приводит к увеличению швов. Динасовые изделия увеличивают объем при нагреве вследствие дополнительных процессов перекристаллизации. Рост объема изделия в процессе службы способствует уплотнению швов кладки. Изменение объема огнеупоров оценивают при нагревании точно измеренных образцов в печи.


Термическая стойкость
Термической стойкостью называется способность огнеупоров не разрушаться при резких изменениях температуры. Это особенно важно для огнеупоров, работающих в печах периодического действия. Термическая стойкость огнеупоров тем выше, чем больше коэффициент теплопроводности материала, его пористость и размер зерен и чем меньше температурный коэффициент линейного расширения, плотность, размеры изделия и изменения объема при аллотропических превращениях.


Для определения термической стойкости используют образец в форме кирпича. Образец нагревают 40 мин при 850° С, затем охлаждают 8— 15 мин. Цикл нагрева и охлаждения называется теплосменой. Охлаждение может быть только на воздухе (воздушные теплосмены) или сначала в воде 3 мин, затем на воздухе 5— 10 мин (водяные теплосмены). Нагрев и охлаждение проводятся до тех пор, пока потеря массы образца (из-за откалывания кусков) не достигнет 20%. Термическая стойкость оценивается количеством выдержанных теплосмен.


Химическая стойкость
Под химической стойкостью огнеупорных материалов понимается способность их противостоять разрушению от химического и физического воздействия образующихся в печи продуктов — металла, шлаков, пыли, золы, паров и газов. Наибольшее действие на огнеупоры в плавильных печах оказывают шлаки. По отношению к действию шлаков огнеупоры могут быть разделены на три группы — кислые, основные и нейтральные.


Кислые огнеупоры устойчивы к кислым шлакам, содержащим большое количество SiO2, но разъедаются основными шлаками. Кислым огнеупором является динас. Динас устойчив к действию окислительных и восстановительных газов.


Основные огнеупоры устойчивы к действию основных шлаков, но разъедаются кислыми. К ним относятся огнеупоры, содержащие известь, магнезию и щелочные окислы (доломит, магнезит и др.).


Нейтральные (промежуточные) огнеупоры, в состав которых входят аморфные окислы, реагируют как с кислыми, так и с основными шлаками, незначительно меньшей степени, чем кислые и основные. К ним относится хромистый железняк, содержащий в качестве основной составляющей FeO·Cr2O3.


Шлакоустойчивость
Шлакоустойчивость огнеупоров зависит от скорости химических реакций огнеупора со шлаком и от вязкости шлака. При вязких шлаках и малой скорости реакций огнеупорное изделие может работать хорошо. С повышением температуры скорость химических реакций увеличивается, а вязкость шлаков уменьшается, поэтому даже небольшое повышение температуры (на 25—30° С) приводит к существенному увеличению коррозии огнеупоров. Пористые изделия с открытыми порами менее шлакоустойчивы, чем более плотные. Наружная гладкая поверхность корки кирпича лучше сопротивляется действию шлаков, чем шероховатая поверхность изломов. Трещины в изделии также понижают его шлакоустойчивость.


Для определения шлакоустойчивости применяют два метода — статический и динамический. При статическом методе в огнеупорном изделии высверливают цилиндрическое отверстие, в которое насыпают тонкоизмельченный шлак. Изделие нагревают в печи до его рабочей температуры (но не ниже 1450° С) и выдерживают при этой температуре 3—4 ч. О шлакоустойчивости судят качественно по степени растворения изделия в шлаке и глубине его проникновения в изделие. При динамическом методе на испытуемый огнеупорный кирпич, установленный в печи вертикально, при температуре 1450° С в течение 1 ч сыпят порошкообразный шлак (1 кг). Расплавляясь и стекая по поверхности кирпича, шлак проедает в нем борозды. Шлакоразъедаемость определяется по потере объема (в кубических сантиметрах) с учетом дополнительной усадки кирпича.