Огнеупоры специального назначения

Хромоксидные огнеупоры. Высокая температура плавления Cr₂O₃, его очень высокая коррозионная устойчивость позволяют считать огнеупоры на основе оксида хрома перспективным материалом для стекольной промышленности.

Хромоксидные огнеупоры содержат 94–96% Cr₂O₃ и 4% TiO₂. Формование производят методом шликерного литья или изостатического прессования сверхтонких порошков. Они характеризуются высокой огнеупорностью (более 2000^оС) и температурой службы (более 1750^оС). При нагревании до 1650^оС хромоксидные огнеупоры дают дополнительную усадку 0,1–0,3%. Кажущаяся плотность огнеупоров составляет 4,2–4,6 г/см³, коэф. теплопроводности 2,28 Вт/м×К; ТКЛР – 8,1×10^-6 К^-1.

Стеклоустойчивость хромоксидных огнеупоров в 5–10 раз превышает аналогичную характеристику всех огнеупорных материалов, особенно к стеклам алюмоборосиликатного состава. Поэтому данные огнеупоры применяют при кладке бассейна печей в производстве стекловолокна. Не рекомендуется использовать хромоксидные огнеупоры в газовом пространстве стекловаренной печи, так как это приводит растрескиванию блоков. Недостатком таких огнеупоров являются низкая термостойкость (1–3 теплосмены). Огнеупоры на основе оксида хрома электропроводны, причем при нагревании до температуры 1200^оС удельное электрическое сопротивление снижается почти в 1000 раз.

Особенностью применения данных огнеупоров для кладки бассейна стекловаренной печи является окраска стекломассы в светло-зеленый цвет.

Огнеупоры на основе оксида олова содержат до 99% SnO₂. Они обладают более высокой, чем бакоры, стеклоустойчивостью (в 2–5 раз), высокой электропроводностью, поэтому известны в первую очередь как материал электродов при электроварке. В отличие от молибденовых и графитовых электродов не восстанавливают в расплавах стекол оксиды свинца, мышьяка и др. до металлического состояния. Используются также в качестве материала огнеупорных тиглей и печных брусьев при варке специальных стекол (легкоплавких). Восстановление SnO₂ до SnO и испарение при температурах свыше 1300^оС ограничивает использование этого огнеупора.

Формование производят методами шликерного литья, изостатического прессования. Выпускаются оксидно-оловянные огнеупоры, использу­емые в основном в качестве пластинчатых и цилиндрических электродов, содержащие до 99% SnO₂.

Свойства огнеупоров на основе оксида олова: кажущаяся плотность, г/см³ 5,9-6,1; открытая пористость, % 8-13; предел прочности при сжатии, Мпа 100-150; теплопроводность Вт/м·К, при 1400 ºС 5,2.

Композиционные материалы. Разрабатываются композиционные огнеупорные материалы, которые представляют собой комбинации матричных материалов (глинозем, муллит) с нитевидными кристаллическими материалами (муллит, карбид кремния, циркон, каолиновое волокно). Большое значение при этом имеет оптимальный подбор матрицы и наполнителя, которые должны иметь близкие показатели теплового расширения. По сравнению с традиционными огнеупорами композиционные материалы характеризуются намного более высокой механической прочностью, улучшенными показателями термостойкости, теплопроводности и устойчивости к механическим и химическим воздействиям. Практически все промышленно развитые страны применяют в настоящее время волокнистые огнеупоры, а также нитевидные кристаллы и композиты. Использование волокнистых и композиционных огнеупоров позволяет существенно снизить массу кладки, уменьшить количество теплоты, аккумулированной печными ограждениями, обеспечить повышение производительности печей на 20–40% при сокращении расхода топлива на 30–50%.