Деформации под нагрузкой шамотных изделий при высоких температурах зависят от химического состава и структуры материала. Большое влияние на деформацию шамотных изделий при высоких температурах оказывают вид и количество примесей. Так, например, введение в шамотную массу с содержанием 39% Al2O3 примесей Fe2O3: R2O; Ca O; Mg O и Mn O в количестве до 3% независимо от их минерализующей способности приводит к понижению всех точек температур деформации шамотных изделий под нагрузкой. Наиболее сильно понижают температуру деформации под нагрузкой примеси щелочных и щелочноземельных металлов: K2O, Na2O, Mg O и Mn O, менее других снижают температуру размягчения Fe2O3 и Ca O. Количество муллита в шамотных изделиях не влияет на их деформацию под нагрузкой. В шамотном огнеупоре с 39% Al2i O3 содержится около 50% муллита, причем отдельные кристаллики его разобщены большим количеством стекловидного вещества и не образуют сростка. Деформация в таких массах определяется количеством и температурой размягчения стекловидной фазы. Технологические параметры производства шамотных изделий оказывают большое влияние на температуру деформации под нагрузкой. При этом факторы, обеспечивающие более плотную и прочную структуру материала, значительно повышают температуру начала деформации под нагрузкой и меньше — температуру конца деформации (40% сжатия).
Температура начала деформации шамотных изделий под нагрузкой 2кгс/см2 (0,02 к Н/см2) составляет 1250— 1400°С, а конца деформации 1500—1600°С.
Температура начала деформации под нагрузкой полукислых изделий, содержащих 75% Si O2, как правило, выше, чем у шамотных. Однако температура конца деформации таких изделий все-таки ниже, чем у шамотных, и обычно не превышает 1400—1500°С. Каолиновые изделия имеют температуру начала деформации и разрушения соответственно 1450—1500 и 1600—1650°С.
Шамотные изделия при длительной службе в печах при температурах, превышающих температуру их обжига, дают ту или иную дополнительную усадку, которая зависит в основном от состава масс, используемых для производства изделий, и температуры их обжига.
Полукислые изделия в службе имеют меньшую усадку, чем шамотные, а некоторые из них дают рост. Постоянный объем полукислых изделий в службе может быть обеспечен, если правильно подобрать количество и размер частиц кварцевого компонента шихты. В этом преимущество полукислых изделий перед обычными шамотными.
Шамотные изделия, как правило, имеют вполне удовлетворительную термическую стойкость — это типично для всех зернистых алюмосиликатных огнеупоров. Однако термостойкость этих огнеупоров изменяется в широких пределах и зависит от состава масс, способа производства и структуры изделий. Так, изделия, изготовленные из пластичных масс, выдерживают от 6 до 12 водяных теплосмен, а из полусухих — от 7 до 50. С увеличением содержания шамота термическая стойкость изделий, как правило, повышается, например изделия с соотношением глины и шамота от 40:60 до 60:40 выдерживают 10—25 теплосмен, изделия с соотношением 90:10—150 и более теплосмен. При пережоге изделий, когда видимая в изломе зернистая структура заменяется фарфоровидной, термостойкость шамотных изделий резко понижается.
Решающее влияние на шлакоустойчивость шамотных и полукислых изделий оказывают их структура и плотность. Крупные открытые поры, трещины, просечки и тем более пустоты в изделиях способствуют быстрому пропитыванию и разъеданию огнеупора шлаковыми расплавами, тогда как плотная мелкозернистая структура материала обеспечивает им при прочих равных условиях высокую шлакоустойчивость. На шлакоустойчивость огнеупорных изделий влияет не только общая пористость, но и размер пор. Металлургические шлаки порами материала диаметром менее 5 мкм не всасываются. Полукислые изделия имеют лучшую стойкость против действия кислых шлаков и хуже сопротивляются действию основных шлаков.
Пористость шамотных изделий в зависимости от их назначения колеблется в пределах 15—30%. Предел прочности при сжатии от 100 до 400 кгс/см2 (от 10 до 40 МПа). Все технологические факторы, снижающие пористость изделий, способствуют повышению их шлакоустойчивости.
При недостаточно высокой температуре обжига как шамотные, так и полукислые изделия имеют склонность к дополнительной усадке и к понижению температуры начала деформации под нагрузкой.
Шамотные изделия вследствие их большой, сравнительно со многими другими огнеупорами, термической стойкости, достаточно высокой огнеупорности и шлакоустойчивости, учитывая при этом распространенность сырья (огнеупорных глин), широко применяют для кладки многих промышленных тепловых агрегатов.
В производстве чугуна шамотные и полукислые огнеупоры используют для футеровки доменных печей,
воздухонагревателей (кауперов) и чугуновозных ковшей; в сталеплавильном производстве — для кладки некоторых, работающих при относительно невысоких температурах, элементов мартеновских печей и в качестве шамотных и каолиновых изделий для разливки стали.
Шамотные и многошамотные изделия используют для футеровки вращающихся печей, вагранок, сводов стекловаренных печей (рис. 8) и др. В процессе эксплуатации шамотные и полукислые огнеупоры изнашиваются без скалывания, равномерно: оплавляясь, растворяясь и коррозируя.