ОГНЕУПО́РЫ

ОГНЕУПО́РЫ, ке­ра­ми­че­ские ма­те­риа­лы и из­де­лия пре­им. на ос­но­ве ми­нер. сы­рья, об­ла­даю­щие ог­не­упор­но­стью не ни­же 1580 °C. При­ме­ня­ют­ся в аг­ре­га­тах и уст­рой­ст­вах для за­щи­ты от воз­дей­ст­вия те­п­ло­вой энер­гии и га­зо­вых, жид­ких, твёр­дых аг­рес­сив­ных реа­ген­тов. Про­из-во О. ис­то­ри­че­ски свя­за­но с раз­ви­ти­ем те­п­ло­вых аг­ре­га­тов (пе­чей) для ме­тал­лур­гии. Ус­ло­вия экс­плуа­та­ции О. оп­ре­де­ля­ют ком­плекс их свойств – спо­соб­ность дли­тель­но про­ти­во­сто­ять дей­ст­вию вы­со­ких тем­пе­ра­тур, стой­кость к рез­ко­му из­ме­не­нию темп-ры (тер­мо­уда­ру), хи­мич. стой­кость, те­п­ло­изо­ля­ци­он­ная спо­соб­ность, не­об­хо­ди­мые плот­ность и по­рис­тость, а так­же спо­соб­ность со­хра­нять по­сто­ян­ст­во объ­ё­ма при вы­со­ких темп-рах и др.

Для по­лу­че­ния О. ис­поль­зу­ет­ся ог­не­упор­ное сы­рьё. О. из­го­тав­ли­ва­ют на ос­но­ве од­но­го ви­да ок­си­да (напр., крем­не­зё­ми­стые – ди­на­со­вые, квар­це­вые) или сме­си ок­си­дов (ша­мот­ные, алю­мо­си­ли­кат­ные, маг­не­зи­то-хро­ми­то­вые), ок­си­дов и уг­ле­ро­да (ок­сид­но-уг­ле­ро­ди­стые), ок­сид­ных и бес­ки­сло­род­ных со­еди­не­ний (бес­ки­сло­род­ные на ок­сид­ных связ­ках, ок­сид­ные на нит­рид­ных или ок­си­нит­рид­ных связ­ках) и т. д. В со­став О. вво­дит­ся в не­боль­ших ко­ли­че­ст­вах до­бав­ка (связ­ка), обес­пе­чи­ваю­щая за­дан­ную на­прав­лен­ность тех­но­ло­гич. про­цес­са или тре­буе­мые свой­ст­ва О. (напр., до 2–3% по мас­се из­вест­ко­вой связ­ки ис­поль­зу­ют при из­го­тов­ле­нии ди­на­са).

О. де­лят на ог­не­упор­ные – от 1580 до 1770 °С (ди­на­со­вые, ша­мот­ные), вы­со­ко­ог­не­упор­ные – от 1770 до 2000 °С (вы­со­ко­гли­но­зё­ми­стые, до­ло­ми­то­вые) и выс­шей ог­не­упор­но­сти – бо­лее 2000 °С (маг­не­зи­то-хро­ми­то­вые, пе­рик­ла­зош­пи­не­лид­ные, цир­ко­но­вые, а так­же ус­той­чи­вые в инерт­ной ат­мо­сфе­ре до 3500 °C уг­ле­ро­ди­стые О. – гра­фи­то­вые, кок­со­вые). По ве­ли­чи­не от­кры­той по­рис­то­сти О. раз­ли­ча­ют: осо­бо­п­лот­ные спёк­шие­ся (с по­рис­то­стью ме­нее 3%), вы­со­ко­плот­ные (3–10%), плот­ные (10–20%), сред­не­плот­ные (20–30%), низ­ко­плот­ные (30–40%), вы­со­ко­по­рис­тые (45–75%) и ульт­ра­по­рис­тые (бо­лее 75%). По­рис­тые О. так­же на­зы­ва­ют лег­ко­ве­са­ми, их под­раз­де­ля­ют на лег­ко­вес­ные (плот­ность 400–800 кг/м³) и ульт­ра­лег­ко­вес­ные (до 400 кг/м³); к по­след­ним обыч­но от­но­сят во­лок­ни­стые О. (со­стоя­щие из ог­не­упор­ных во­ло­кон, напр. као­ли­но­вых, мул­ли­то­вых, ко­рун­до­вых).

Из­го­тов­ля­ют О. фор­мо­ван­ные (кир­пи­чи, тру­бы, фа­сон­ные из­де­лия и т. д.) и не­фор­мо­ван­ные (по­рош­ко­об­раз­ные мас­сы, мер­те­ли, об­маз­ки, ог­не­упор­ные бе­то­ны, сме­си для тор­кре­ти­ро­ва­ния и др.). В за­ви­си­мо­сти от фи­зич. со­стоя­ния не­фор­мо­ван­ные О. раз­де­ля­ют на сы­пу­чие (су­хие и по­лу­су­хие), пла­стич­ные (в т. ч. бри­ке­ти­ро­ван­ные), пас­то­об­раз­ные и жид­ко­те­ку­чие.

Тех­но­ло­гия по­лу­че­ния О. обыч­но вклю­ча­ет при­го­тов­ле­ние по­рош­ков оп­ре­де­лён­но­го гра­ну­ло­мет­рич. со­ста­ва, их сме­ши­ва­ние ме­ж­ду со­бой и с тех­но­ло­гич. связ­кой, фор­мо­ва­ние за­го­то­вок (для фор­мо­ван­ных О.), суш­ку и об­жиг. Обыч­но в сме­си по­рош­ков со­от­но­ше­ние круп­ных зё­рен к мел­ким (раз­мер мел­ких при­мер­но в 10 раз мень­ше круп­ных) по объ­ё­му со­став­ля­ет 60–70%. Это обес­пе­чи­ва­ет при фор­мо­ва­нии, суш­ке и об­жи­ге кон­такт плот­ных круп­ных зё­рен, что при­во­дит к не­зна­чит. усад­ке (умень­ше­нию объ­ё­ма) при из­го­тов­ле­нии О. и их экс­плуа­та­ции. В О. ме­ж­ду круп­ны­ми зёр­на­ми рас­по­ла­га­ют­ся бо­лее мел­кие зёр­на и осн. часть пор. За­го­тов­ки из­де­лий из О. фор­му­ют по­лу­су­хим прес­со­ва­ни­ем, пла­стич. фор­мо­ва­ни­ем, лить­ём (виб­ролить­ём). Осо­бо­п­лот­ные О. по­лу­ча­ют го­ря­чим прес­со­ва­ни­ем. По ха­рак­те­ру тер­мич. об­ра­бот­ки раз­ли­ча­ют О. обож­жён­ные (об­жиг вы­ше 600 °C) и без­об­жи­говые (ни­же 600 °C). Об­жиг про­во­дят в пла­мен­ных или элек­трич. пе­чах пе­рио­ди­че­ско­го или не­пре­рыв­но­го дей­ст­вия – ка­мер­ных, тун­нель­ных, коль­це­вых и др. В про­цес­се об­жи­га из­де­лие из О. уп­роч­ня­ет­ся и при­об­ре­та­ет не­об­хо­ди­мые фи­зи­ко-хи­мич. свой­ст­ва. Ино­гда О. по­лу­ча­ют вы­пи­ли­ва­ни­ем из гор­ных по­род или из плав­ле­ных ог­не­упор­ных бло­ков.

О. при­ме­ня­ют при из­го­тов­ле­нии те­п­ло­вых аг­ре­га­тов, пре­ж­де все­го пе­чей – кок­со­вых, до­мен­ных, кон­вер­те­ров, пе­чей для вы­плав­ки цвет­ных ме­тал­лов и спла­вов, пе­чей для тер­мич. об­ра­бот­ки ме­тал­лич. из­де­лий, то­пок для сжи­га­ния га­за, ма­зу­та, неф­ти, уг­ля и др. Бо́ль­шую часть О. (ок. 60%) по­треб­ля­ет чёр­ная и цвет­ная ме­тал­лур­гия. О. ис­поль­зу­ют в элек­тро­энер­ге­ти­ке (те­п­ло­вой, ядер­ной, маг­ни­то­гид­ро­ди­на­мич. ге­не­ра­то­рах), в ра­кет­ной и авиац. тех­ни­ке, дви­га­те­ле­строе­нии и др. По­рис­тые О., об­ла­даю­щие низ­кой те­п­ло­про­вод­но­стью, слу­жат для те­п­ло­изо­ля­ции аг­ре­га­тов, но проч­ность из­де­лий из та­ких О. не­ве­ли­ка. При­ме­не­ние ог­не­упор­ных бе­то­нов по­зво­ля­ет из­го­тав­ли­вать мо­но­лит­ные (бес­шов­ные) стен­ки те­п­ло­вых аг­ре­га­тов, по­вы­шая их хи­мич. стой­кость. В об­щем объ­ё­ме про­из-ва до­ля не­фор­мо­ван­ных О. воз­рас­та­ет и уже пре­вы­ша­ет 50%; их ис­поль­зу­ют для из­го­тов­ле­ния мо­но­лит­ных фу­те­ро­вок и из­де­лий слож­ной фор­мы, за­пол­не­ния швов при клад­ке фор­мо­ван­ных О. (ог­не­упор­ные мер­те­ли), на­не­се­ния за­щит­ных по­кры­тий на ме­тал­лы и фор­мо­ван­ные О., а так­же для «го­ря­че­го» ре­мон­та пе­чей (без ох­ла­ж­де­ния пе­чи). Т. н. за­пра­воч­ные по­рош­ки при­ме­ня­ют при из­го­тов­ле­нии и ре­мон­те (за­прав­ке) по­дин ме­тал­лур­гич. пе­чей. Пла­стич­ные об­маз­ки по­слой­но на­но­сят с по­мо­щью тор­крет-ап­па­ра­тов на внутр. по­верх­ность те­п­ло­вых аг­ре­га­тов. Не­фор­мо­ван­ные О. обыч­но при­об­ре­та­ют проч­ность и не­об­хо­ди­мые фи­зи­ко-хи­мич. свой­ст­ва при пер­вом на­гре­ва­нии аг­ре­га­та.