Wykłady
 Nauka o materiałach
I Rok WIMiR
CERAMIKA OGNIOTRWAA
A
MATERIAA
Y OGNIOTRWAA
E
Materiały ceramiczne, których ogniotrwałość zwykła jest większa od
1500OC. W grupie tej wyróżnia się :
Podział materiałów ogniotrwałych na podstawie odporności
temperaturowej ( ogniotrwałości zwykłej ).
Materiały ogniotrwałe ogniotrwałość 1500OC  1770OC
Materiały wysokoogniotrwałe ogniotrwałość 1770OC  2000OC
Najwyżej ogniotrwałe ogniotrwałość > 2000OC
MATERIAA
Y OGNIOTRWAA
E
Ogniotrwałość zwykła  temperatura przy której stożek
pirometryczny wykonany z badanego materiału pochyli się do połowy
swojej wysokości (wierzchołek pomiędzy godziną 3  4 ).
Ogniotrwałość pod obciążeniem  najwyższa temperatura przy której
nie występuje jeszcze deformacja materiału ogniotrwałego poddanego
ściskaniu pod ciśnieniem 0,2 MPa.
W grupie materiałów ogniotrwałych wyróżnia się materiały:
" kwaśne
" obojętne
" zasadowe.
Temperatury topnienia lub rozkładu
związków wykorzystywanych w
wytwarzaniu materiałów ogniotrwałych
Tlenki Azotki
SiO2 1750oCSi3N4 1900oC
Al2O3 2050oC AlN 2200oC
BeO 2580oCBe3N4 2200oC
Cr2O3 1990oC
MgO 2825oC
ZrO2 2700oC ZrN 2982oC
Węgliki Borki
SiC 2300oCTiB2 2670oC
TiC 3140oCZrB2 3040oC
ZrC 3530oCHfB2 3060oC
HfC 4160oCMoB2 2200oC
W2C 2850oC WB 2900oC
Temperatury topnienia lub rozkładu
związków wykorzystywanych w
wytwarzaniu materiałów ogniotrwałych
Krzemiany Krzemki
Al4Si4O10(OH)8 1790oC kaolinit MoSi2 2030oC
Al2SiO5 1810oC sylimanit
Mg2SiO4 1890oC forsteryt
Spinele
MgAl2O4 2105oC
MgCr2O4 2180oC
KLASYFIKACJA WYROBÓW OGNIOTRWAA
YCH
Kwaśne materiały ogniotrwałe
Typ wyrobów Grupy wyrobów Zawartość SiO2 [%]
Krzemionkowe wiązane CaO-
>93
wypalane
krzemionkowe
Krzemionkowe z dodatkami >85
glinokrzemianowe Kwarcowo-szamotowe >70
Obojętne materiały ogniotrwałe
Typ wyrobów Grupy wyrobów Zawartość Al2O3 [%]
Szamotowe 20  45
Szamotowe o zwiększonej
45  72
zawartości Al2O3
Glinokrzemianowe
Wysokoglinowe 72  90
korundowe >90
KLASYFIKACJA WYROBÓW OGNIOTRWAA
YCH
Zasadowe materiały ogniotrwałe
Zawartość głównych
Typ wyrobów Grupy wyrobów
składników [%]
magnezjowe magnezytowe MgO > 85
MgO > 50
Magnezytowo  dolomitowe
CaO > 10
MgO H" 35  50
Dolomitowe
Magnezjowo wapniowe
CaO H" 45 - 60
Dolomitowo  wapniowe CaO H" 60 - 85
Wapniowe CaO >85
MgO >65
Magnezytowo  chromitowe
Cr2O3 H" 5 -18
MgO H" 40  60
Chromitowo  magnezytowe
Cr2O3 H" 15 - 30
Magnezjowo spinelowe
Chromitowe Cr2O3 >25
MgO > 50
Peryklazowo  spinelowe
Al2O3 > 5
KLASYFIKACJA WYROBÓW OGNIOTRWAA
YCH
Zasadowe materiały ogniotrwałe
Zawartość głównych
Typ wyrobów Grupy wyrobów
składników [%]
MgO H" 65 - 80
Magnezytowo - forsterytowe
SiO2 >7
MgO H" 50 - 65
Forsterytowe
SiO2 >30
MgO H" 45  60
Magnezjowo krzemianowe
Forsterytowo  chromitowe SiO2 H" 20  30
Cr2O3 H" 5  15
MgO H" 35  65
Magnezytowo - alitowe SiO2 H" 6  15
CaO H"15 - 40
SPECJALNE MATERIAA
Y OGNIOTRWAA
E
Zawartość głównych
Typ wyrobów Grupy wyrobów
składników [%]
Grafityzowane C > 98
węglowe
niegrafityzowane C > 85
Szamotowo-grafitowe C > 5
Rekrystalizowane SiC > 85
Karborundowe
wiązane SiC > 60
Baddeleyitowe ZrO2 > 85
ZrO2 > 30
Cyrkonowe Baddeleyitowo-korundowe
Al2O3 < 60
Cyrkonowe-wiązane
Tlenkowe ThO2,BaO,..... Zawartość podstawowego
związku bliska 100
Węglikowe, azotkowe,
Nietlenkowe
borkowe..........
UPAKOWANIE ZIAREN W STANIE SUROWYM
MIKROSTRUKTURA MATERIAA
U OGNIOTRWAA
EGO
Al2O3+Si+GRAFIT
MATERIAA
ZAMKNI
CIA SUWAKOWEGO
Al2O3+ZrO2+MULIT
TOPIONY SPINEL + KLIKIER MAGNEZJOWY
RUDA CHROMITOWA + KLINKIER MAGNEZJOWY
PIEC ELEKTRYCZNY
DO TOPIENIA STALI
PIEC DO WYPALANIA
WAPNA
ZASTOSOWANIE MATERIAA
ÓW OGNIOTRWAA
YCH
W PRZEMYŚLE METALURGICZNYM
" Piece do granulacji i redukcji rud:
Materiały kwarcytowe lub mulitowo-korundowe
" Wielkie piece:
Bloki węglowe lub karborundowe w trzonie i garze, materiały
szamotowe w szybie
" Nagrzewnice wielkich pieców:
Materiały szamotowe o zwiększonej zawartości Al2O3
" Mieszalniki surówki:
Wymurówka z materiałów magnezytowych lub spinelowych,
magnezytowo-chromitowych.
" Kadzie do transportu:
Materiały wysokoglinowe lub glinowo karborundowe.
ZASTOSOWANIE MATERIAA
ÓW OGNIOTRWAA
YCH
W PRZEMYŚLE METALURGICZNYM
" Konwertory stalownicze:
Wymurówki zasadowe  dolomitowo-magnezytowe,
smołowo wapniowe.
" Stalownicze piece łukowe:
Dennica i ściany  materiały chromitowo  magnezytowe,
sklepienia mulitowe.
" Ciągłe odlewanie stali:
Kompozyty grafitowo  korundowe, topiona krzemionka,
materiały z ZrO2.