Разновидности кремнеземистых материалов

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.