Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
К этой группе огнеупоров относятся собственно углеродистые — коксовые, изготовляемые только из углеродистых материалов, и графитошамотные.
Углеродистые огнеупоры обладают следующими положительными свойствами:
1) исключительно высокой огнеупорностью (практически не плавятся);
2) высокой температурой деформации под нагрузкой; при нагрузке в 2 кг/см2 не происходит деформации до 2000°;
3) теплопроводностью, в несколько раз превышающей теплопроводность шамотных изделий, что создает большую эффективность применения водяного охлаждения в кладке, а иногда возможность исключить применение такого охлаждения, безусловно необходимого при других огнеупорах;
4) высокой термостойкостью;
5) постоянством объема — уменьшаются в службе в размерах только в результате выгорания углерода, но не дополнительного сжатия;
6) повышенной шлакоустойчивостью — не образуют со шлаком легкоплавких соединений, не смачиваются шлаком и мало взаимодействуют с большинством его компонентов;
7) повышенной металлоустойчивостью и электропроводностью.
Крупным недостатком углеродистых изделий является их горючесть.
Углеродистые огнеупоры при температуре выше 700° сгорают даже при высокой концентрации углекислого газа в рабочем пространстве печи. Окислы металлов при температуре более 1000° окисляют углерод, а сами при этом восстанавливаются. В том случае, если металл не насыщен углеродом, в нем может растворяться углеродистый огнеупор.
Углеродистые изделия в виде блоков и паст изготовляются в России электродной промышленностью. Свойства углеродистых блоков, изготовленных Днепропетровским электродным заводом, по исследованиям Всесоюзного научно-исследовательского института огнеупоров приведены ниже.
Различные углеродистые пасты, изготовляемые Днепропетровским электродным заводом по технологии ВНИИО, позволяют осуществлять огнеупорную кладку из углеродистых блоков на тонких швах при высокой прочности сцепления блоков.
На свойства углеродистых огнеупоров оказывает влияние количество, химический состав и температура плавления золы. Весьма важное значение имеет плотность и структура углеродистого материала.
В цветной металлургии углеродистые блоки широко применяются в подинах, а иногда и сводах (печь Грамолина—Штейнберга) электроплавильных печей, в подинах алюминиевых электролитных ванн, для футеровки рабочего пространства дуговых восстановительных печей при углетермическом методе получения магния, в шахтных печах при плавке свинца и т. п.
При добавлении углерода к керамическим шамотным массам свойства последних повышаются; так добавки тонкомолотого кокса в шихту шамотных или полукислых горизонтальных реторт придает нм плотность и газонепроницаемость. За рубежом иногда вместо кокса применяют графит, что, по литературным данным, увеличивает длительность службы реторт.
В высокоогнеупорных графитошамотных тиглях, изготовляемых из крупночешуйчатого графита, шамота и пластической глины, можно плавить цветные металлы (магний, алюминий, медь, цинк, олово, свинец). Ввиду того, что тигли принимают на себя всю нагрузку расплавленного металла, они должны быть достаточно механически прочными. Материал тигля должен обладать высокой теплопроводностью. Поскольку в процессе службы тигель испытывает значительные термические напряжения, высокая термическая устойчивость его является одним из основных требований, предъявляемых к графитошамотным тиглям. При этом существенно, что тигель изнашивается последовательными очень тонкими слоями, а проникновения металла вглубь графитошамотного огнеупора не происходит.