Требования к динасу определяются в зависимости от области его применения и регламентируются соответствующими ГОСТами (табл. 12).
Динасовые изделия характеризуются высокой температурой начала деформации под нагрузкой — в этом их большое преимущество перед многими другими огнеупорами (рис. 11, 12). Это
Рис. 11. Зависимость предела прочности при сжатии динаса от температуры
1— коксовый динас; 2— высокоплотный высококремнеземистый динас
Рис. 12. Зависимость деформативных свойств динаса от температуры
а — объемная масса динаса 2,3-1 г/см; б — то же, 2,37 г/см3; в — то же, 2.4 г/см3; 1— сжатие; 2— растяжение; 3— обратный рост; 4— дополнительный рост
Требования к свойствам динаса в зависимости oт области его применения
| Область применения динаса | Истинная плотность, г/см3, не менее | Кажущаяся пористость, %, не более | Предел прочности при сжатии, кгс/см2 (МПа), не менее | Огнеупорность, °С, не менее | Температура начала деформации под нагрузкой 2 кгс/см1 (0,02 к Н/см2), "С, не менее | Химический состав, % | ||
| Si O2. не менее | Al2O3. не более | Ca O, не более | ||||||
| Для кладки мартеновских печей: | ||||||||
| динас особого назначения | 2,36 | 23 | 225 (22,5) | 1700 | 1660 | 94,5 | 1,5 | 2,8 |
| I класса | 2,38 | 23 | 200 (20) | 1700 | 1650 | 94,5 | 1,5 | — |
| II » | 2,4 | 25 | 175 (17,5) | 1690 | 1620 | 93 | — | — |
| Для кладки электросталеплавильных печей | 2,34 | 22 | 250 (25) | 1720 | 1660 | 96 | 1,5 | 2 |
| Для кладки сводов мартеновских печей | 2,38 | 14 | 500 (50) | — | — | 97 | — | — |
| Для кладки коксовых печей | 2,37 | 16 | 300 (30) | — | 1650 | 94 | — | |
| Для кладки стекловаремных печей | 2,38 | 22 | 150 (15) | 1710 | — | 93 | — | 5,5 |
явление объясняется малой скоростью увеличения количества расплава при нагревании и наличием в динасе сростков кристаллов тридимита.
При нагревании или охлаждении объем динасовых изделий изменяется вследствие их термического расширения и полиморфных превращений кварца. Для расчета температурных швов динасовой кладки полное расширение динаса при нагревании до 1450°С может быть рассчитано по формуле
где (у—расширение, %; ρ — исходная плотность, г/см3.
Поведение динаса в условиях эксплуатации в значительной степени зависит от его роста. Поэтому при оценке качества динаса необходимо определять как дополнительное, так и общее его расширение. В обычном динасе суммарное расширение при нагревании до 1450—1500°С не должно превышать 1—1,5%, а дополнительное — 0,3—0,4%. Небольшой рост динаса способствует уплотнению швов и тем самым положительно влияет на увеличение устойчивости сводов печей и на уменьшение газопроницаемости кладки.
Термическая стойкость динасовых изделий, определяемая при нагревании их до 1300°С с последующим охлаждением в воде, не превышает 1—2 теплосмен. Это обусловливается кристобалитовым эффектом, происходящим в интервале температур 180—270°С с большим изменением объема образующегося кристобалита. Термостойкость динаса при колебаниях температуры выше 600°С вследствие малого расширения исключительно высокая. Поэтому он совершенно не разрушается в сводах мартеновских печей при частых изменениях температуры от 1650 до 1000°С. Теплопроводность динаса при высоких температурах определяется по формуле
где П — пористость динаса, %; е — основание натуральных логарифмов.
По своим химическим свойствам динас является кислым огнеупором, поэтому окислы металлов взаимодействуют с ним при высоких температурах, образуя сложные и менее огнеупорные, чем сам динас, силикаты. Вследствие этого в сводах мартеновских печей динас оплавляется, на его горячей поверхности образуются наплывы, постепенно стекающие на стены печи или падающие в плавильное
пространство. С увеличением плотности динаса его шлакоустойивость возрастает. Поэтому для работы в условиях шлакового воздействия следует применять динас с минимальной пористостью.
В настоящее время разработана технология получения некоторых разновидностей динаса: динасокарборунда, динасохромита, динасового лешовеса.
Рис. 13. Фрагмент стекловаренной печи из фасонных динасовых изделий
К группе кремнеземистых изделий, помимо динаса, относится также кварцевая керамика. Изготовляется она из измельченного плавленого кварца для специальных целей, например в стекловаренных печах (рис. 13). Кварцевая керамика применяется при температуре до 1200—1300°С; допустимо кратковременное использование ее при температуре 1700°С. Температурное ограничение применения этого материала вызывается кристаллизацией кристобалита, резко снижающего термостойкость изделий.
Форма и размеры кремнеземистых огнеупорных изделии
| Изделия | Марка | Размеры, мм | Назначение |
| Динасовые | |||
| Кирпич прямой | ЭД-1 ЭД-2 | 230X113X65 300X150X65 | Для кладки свода электросталеплавильных печей То же |
| Брусок прямой | ЭД-3 | 300X100X65 | » |
| Клин торцовый | ЭД-5 | 300X150X65X55 | Для кладки междуэлектродных арок |
| Кварцевые | |||
| Арочный клиновой брус | СД-6 | 600X240X120Х Х100 | Для свода стекловаренных печей |
| Стеновой брус | СД-7 | 500X250X120 | Для кладки стен стекловаренных печей |
| Брусья | 300X250X100 500X250X100 1000X250X100 | Для кладки пода стекловаренных печей |
Кварцевая керамика является одним из наиболее прочных огнеупоров: предел прочности при сжатии от 2500 до 10 000 кгс/см2· (от 250 до 1000 МПа), при изгибе 200— 800кгс/см2 (20—80МПа), однако она плохо сопротивляется удару. Коэффициент линейного (расширения кварцевой керамики незначительный по сравнению с другими видами керамики и составляет около 0,5- 10-6°С-1. Область применения и размеры наиболее употребляемых кремнеземистых изделий приведены в табл. 13.