Мертель — измельченная смесь огнеупорных отощающих и связующих материалов, которые, после затворения их водой, служат огнеупорными растворами.
Мертели, растворы и защитные обмазки служат вспомогательными материалами, но имеют важное, а иногда и решающее значение в повышении износоустойчивости огнеупорной кладки в целом.
Огнеупорные растворы используются при выполнении кладки огнеупорных конструкций тепловых установок для связывания отдельных ее элементов (например, кирпичей или блоков). По своему химико-минералогическому составу мертели должны соответствовать связываемым огнеупорным материалам.
Растворы должны быть достаточно огнеупорными, хорошо заполнять выемки, сглаживать неровности на кирпичах, медленно отдавать последним влагу, создавать тонкие швы, после обжига иметь небольшую пористость, газопроницаемость, быть прочными, хорошо спекающимися с кирпичами в процессе службы. Для обеспечения долговечности огнеупорной кладки в целом объемные изменения раствора и кирпича в эксплуатации должны быть одинаковыми. Качественный раствор должен образовывать шов, незначительно отличающийся по прочности от самой кладки. При сушке кладки в процессе испарения воды из раствора происходит усадка материала шва. При чрезмерной воздушной усадке в высыхающем растворе образуются трещины, в связи с чем снижается его связь с элементами кладки. Это обстоятельство следует учитывать при проектировании составов мертелей и растворов. Усадочные компоненты (глины) вводят в них в возможно меньших количествах, но достаточных для обеспечения пластичности и хорошей спекаемости растворов.
В процессе работы кладки при высоких температурах в ней появляется дополнительная усадка (или рост). Усадка растворов несколько превышает дополнительную усадку изделий. Возникающие при этом напряжения на границе изделие — раствор могут компенсироваться пластической деформацией в растворе вследствие образования в нем жидкой фазы. При этом усадка раствора не должна превышать определенные пределы, установленные практикой.
Растворы обычно состоят из четырех компонентов: основной инертной массы (отощителя) в виде тонкозернистого порошка, пластичного компонента (связущего), различных добавок, регулирующих свойства раствора, и воды.
Иногда кладку выполняют насухо, т. е. засыпают остающиеся после притирки изделий тонкие швы мертелем — порошком того же состава, что и изделия (рис. 22). Изготовляют порошки на зя — водах огнеупорных изделий.
Вид раствора определяется типом изделий, для кладки которых он применяется. По этому признаку обычно и классифицируют растворы: шамотные, динасовые, для углеродистых блоков и т. д.
Каждая из этих групп содержит свои особые классификационные признаки. Они обычно характеризуют не раствор, а его твердую субстанцию— порошок, состоящий из инертных и вяжущих веществ — мертель.
Алюмосиликатные и динасовые растворы обычно содержат соответственно 15—20 и 5—11% связующей глины. Для повышения пластичности в них вводят от 0,08 до 0,18% кальцинированной соды, а для уменьшения количества воды, необходимой для затворения, от 0,07 до 0,15% сульфитно-спиртовой барды.
В зависимости от сырьевого и химического состава ди — насового мертеля установлены следующие его марки (ГОСТ 5338—60):
МД1—для печей с рабочими температурами более 1500°С;
МД2 — то же, менее 1500°С.«
Рис. 22. Тепловая изоляция свода печи
1— шамотный легковес; 2— динасовая крошка; 3— динас
Зерновой состав мертелей должен соответствовать следующим требованиям:
Для алюмосиликатных мертелей в зависимости от сырьевого, химического и зернового состава, а также от огнеупорности (по ГОСТ 6137—61) устанавливаются следующие марки:
BTl, ВТ2 — высокоглиноземистые мертели тонкого помола; ШТ1, 11ΙΤ2 — шамотные мертели тонкого помола; ПТ1 —полукислые мертели тонкого помола; LLIK1, ШК.2, ШКЗ — шамотные мертели крупного помола; ПЮ, ПК2 — полукислые мертели крупного помола.
Воздушнотвердеющие глинистые и безглинистые растворы содержат добавки, повышающие прочность швов до момента спекания. В этом случае в мертели вводят до 15% жидкого стекла, для связывания щелочи которого добавляют 10% боксита, гидрата глинозема или технического глинозема.
Зерновой состав алюмосиликатных мертелей приведен в табл.24.
Гранулометрический состав мертелей
| Марка мертелей | Проходит через сито с сеткой №, % | |||||
| 2 | 0,5 | 005 | 009 | 0009 | ||
| не менее | не более | |||||
| BTl, ВТ2, ШТ1, ШТ2 | 100 | 95 | 60 | 85 | ||
| ПТ1 UIKl, ШК2, ШКЗ ПК1, ПК2 | 100 | — | 60 | 94 | —_ | — |
В хромомагнезитовых и хромитовых растворах воздушное твердение обеспечивается за счет добавки периклазового цемента, т. е. тонкомолотого высокообожженного магнезита, затворенного водным раствором Mg SO4 или других солей. Такие растворы приготавливают обычно непосредственно перед применением.
| остаток на сите с сеткой № 2 | мет; |
| остаток на сите с сеткой № 1 | не более 3% |
| проходит через сито с сеткой № 0,2 | 65—80% |
| в том числе, проходит через cито с сеткой № 008 | 45—60%. |
Характеристика мертелей
| Мертели | Марка | Химический состав в пересчете на прокаленное вещество, % | Рабочая температура, °С | Огнеупорность, °С, не ниже |
| Алюмосиликатные(ГОСТ 6137—61) | BT1 BT2* | Al2O3+TiO2, не менее 60 45 | — | 1800 1750 |
| ШТ1*, ШК1 | 38 | Ниже 1550 | 1730 | |
| ШТ2, ШК2 | 33 | » 1450 | 1690 | |
| шкз | 30 | 850—1400 | 1650 | |
| пт1, πκ,ι | 20 | — | 1650 | |
| ПК2 | 20 | — | 1610 | |
| Шамотные, воздушно-твер — деющие (ТУ-04-49) | ШБ10 | Al2O3+TiO2, не менее 35 | Ниже 1450 | 1650** |
| ШГ1 | Fe2O3, не более 5 | » 1500 | 1730** | |
| Динасовые (ГОСТ 5338— 60) | МД1 | Si O2 94—96 | Выше 1500 | — |
| Al2O3 2—3,5 | ||||
| МД2 | Si O2 90—93 | Ниже 1500 | — | |
| Al2O3 4—6 | ||||
| Хромомагнезитовые воздушно-твердеющие | — | Mg O, не менее 33 | — | — |
| Cr O3, » » 22 |
Содержание Fe2O3 не более .1,6%.
Огнеупорность до затворения жидким стеклом.
Воздушно-твердеющие алюмосиликатные мертели на алюмофосфатной связке (а. ф. с.) получают, добавляя 3— 5% гидрата окиси алюминия и 10—15% соответственно ортофосфорной кислоты. Из этих растворов получаются тонкие швы большой прочности при обычных и высоких температурах. Для подготовки . исходных компонентов используют то же оборудование, что и для получения мелкозернистых составляющих порошков в соответствующем производстве огнеупорных изделий. Растворы из мертелей приготавливают в передвижных растворомешалках периодического действия, непосредственно перед кладкой. В табл. 25 приведены основные показатели некоторых мертелей.
При испытании мертелей определяют их химический и зерновой составы, консистенцию растворов, водоудерживающую способность, прочность и газопроницаемость.
Мертели применяют для кладки футеровок промышленных печей, ковшей, рекуператоров и т. д. Шамотно-глиноземистые и шамотные воздушно-твердеющие мертели применяют для кладки доменных печей и воздухонагревателей. Динасовые — для ,кладки коксовых печей. Воздушно-твердеющие хромомагнезитовые мертели используют для кладки основных огнеупоров в сталеплавильных и других печах.