Vật liệu chịu lửa Sa mốt

Vật liệu chịu lửa SAMOT

Samốt là loại vật liệu chịu lửa phổ biến nhất, chiếm đến 70% tổng số vật liệu chịu lửa. Sản xuất samốt từ đất sét hoặc cao lanh chịu lửa. Đất sét chịu lửa là các mảnh vỡ của quặng trầm tích, nó là các loại hyđtô aluminosilicat phân tán rất cao, hợp với nước, chúng cho ra một khối thể dẻo, duy trì được hình dáng sau khi sấy và có cường độ như đá sau khi nung. Khoáng chủ yếu trong cao lanh là caolinit (Ai2O3. 2SiO2. 2H2O).

b) Các loại sản phẩm samốt khác
* Sản phẩm samốt cao lanh: dùng cao lanh làm nguyên liệu ban đầu, tăng hàm lượng A12O3 đến 42 - 45% và giảm được tổng số các chất nóng chảy từ 5 - 6% xuống còn 2,5 - 3%. Kĩ thuật sản xuất samốt cao lanh cũng như kĩ thuật sản xuất samôt chỉ khác là nguyên liệu tinh khiết hơn, nhiệt độ nung thành và sản phẩm cao hơn. Tính chất của samốt cao lanh và samốt thường được thể hiện ở bảng 1.3.
Bảng 1.3: Tính chất của samot cao lanh và samot thường

Loại sản phẩm

%Al2O3

Nhiệt độ nung

Độ chịu lửa

Tổng tạp chất nóng chảy

Nhiệt độ biến dạng

 

Bắt đầu

40%

 

Sa mốt cao lanh

40 – 44

1450 1500 –

1750 1770 –

2.5 – 3

1500

1650

 

Sa mốt đất sét

38 – 40

1350 1420 –

1710 1750 –

5 – 6

1400

160

 

Sản phẩm bán axit: sản phẩm bán axit là sản phẩm sản xuất từ đất sát bán axit cao lanh làm gầy bằng vật liệu quắc, chứa Al2O3 + TiO2 không quá 30%. Vật liệu quắc có thể dùng nguyên liệu thiên nhiên hoặc nhân tạo. Tùy theo nguyên liệu sử dụng sẽ có sản phẩm quắc cao lanh hoặc quắc đất sét.
Quắc cao lanh có độ chịu lửa không thấp hơn 17100C chứa gần 70% SiO2 (25%Al2O3), độ xốp cao (hơn 25%) và độ bền không cao. 

Trong sản phẩm bán axít các hạt quắc nhỏ có ảnh hưởng tới đặc tính kết khối của sản phẩm khi nung. Ở nhiệt độ thấp (đến 1200°C) nó làm sản phẩm tả, xốp do sự dãn nở từ βSiO2sang αSiO2 và có thể bắt đầu chuyển thành cristobalit. Ở nhiệt độ cao hơn 1300 - 1350°C sản phẩm kết khối và xít đặc lại. Sự dãn nở của quắc ở nhiệt độ thấp sẽ được bù trừ bằng độ co của đất sét kết khối do đó thể tích ổn định. Nhiệt độ bắt đầu biến dạng cao và thể tích ổn định là hai ưu điểm lớn của sản phẩm bán axít khiến nó được dùng nhiều hơn cả gạch samốt loại C.
Gạch bán axít thường xây ở tường lò cốc hoá làm việc ở nhiệt độ thấp.
Sản phẩm bán axít với chất làm gày là quắc thiên nhiên dễ kiếm, rẻ hơn samốt, có thể thay thế cho gạch samốt C, phương pháp sản xuất giống như sản xuất gạch samốt C. Phương pháp sản xuất giống như sản xuất gạch samốt chỉ khác ở mức độ làm gầy phối liệu (tốt nhất là cho vào 10 - 20% samốt).

c) Tính chất và ứng dụng

* Độ chịu lửa: độ chịu lửa của samốt, samốt cao lanh, bán axít dao động trong khoảng 1580 – 1700 tuỳ theo thành phần hoá học và thành phần pha của sản phẩm.

Sản phẩm samốt theo độ chịu lửa chia làm bốn loại:
- Loại đặc biệt: độ chịu lửa 1750 - 1770oC;
- Samốt A: độ chịu lửa không nhỏ hơn 1730°C;
- Samốt B: độ chịu lửa không nhỏ hơn 1670°C;
- Samốt C: độ chịu lửa không nhỏ hơn 1610°C;

* Nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng: các nhân tố kĩ thuật ảnh hưởng chủ yếu lên nhiệt độ bắt đầu biến dạng và nhiệt độ biến dạng 40%. Nhân tố nào đảm bảo cấu trúc của vật liệu đặc hơn, bền vững hơn thì sẽ tăng nhiệt độ bắt đầu biến dạng và tăng một ít nhiệt độ biến dạng hoàn toàn 40%. Tăng nhiệt độ biến dạng cũng có thể khi các điều kiện khác như nhau thay phương pháp nén dẻo bằng phương pháp bán khô. Sản phẩm nung ở nhiệt độ dưới nhiệt độ kết khối, đất sét kết dính do còn co phụ nên hạ thấp nhiệt độ nhiệt độ bắt đầu biến dạng.

Sản phẩm samốt thường nhiệt độ bắt đầu biến dạng: 1250 - 14000C(độ bền nhiệt ứng với 850°C và làm nguội bằng nước). Độ bền nhiệt độ biến dang 40%: 500 - 16000C
Samôt cao lanh, nhiệt độ bắt đầu biến dạng: 1450 - 15500C, kết thúc biến dạng ở 1600 - 16500C
Bán axít: nhiệt độ nhiệt độ bắt đầu biến dạngcao hơn một ít so với samốt nhưng nhiệt độ biến dạng hoàn toàn lại thấp hơn samốt (1450 - 15500C).
* Ổn định thể tích: gạch, khi samốt dùng lâu trong lò nung nếu nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nung, sẽ làm sản phẩm có độ co phụ. Nếu nhiệt độ nung quá cao, tường gạch samốt sẽ biến dạng, cường độ cơ học của chúng kém đi. Đại lượng co phụ phụ thuộc chủ yếu thành phần phối liệu sản xuất và nhiệt độ nung. Độ co phụ nhỏ nhất của sản phẩm dưới tải trọng khi độ chịu lửa và độ xốp như nhau là sản phẩm từ phôi liệu dẻo co lớn nhất - phối liệu bán khô nhiều samôt,phối liệu samốt thường nén bán khô nằm trung gian .
Sản phẩm bán axit khi sử dụng có mức độ co nhỏ hơn so với samốt và có một vài loại lại nở. Đó là ưu điểm lớn của sản phẩm bán axít so với gạch samốt. Muốn có sản phẩm bán axit có thể tích ổn định cần lựa chọn lượng và kích thước hạt quắc trong phối liệu..
*Độ bền nhiệt: sản phẩm samốt nói chung có độ bền nhiệt cao, đó là loại điển hình cho gạch chịu lửa họ aluminôsilicat. Tuy nhiên độ bền nhiệt của sản phẩm này dao động trong một khoảng lớn tùy thuộc vào thanh phần phối liệu, phương pháp nén, tạo hình, cấu trúc của sản phẩm. Độ bền nhiệt phụ thuộc vào phương pháp sản xuất như sản phẩm tạo hình bằng phương pháp dẻo có độ bền nhiệt 6 - 12, tạo hình bằng phương pháp bán khô: 7 - 50 (đốt nóng đến 13000C làm nguội bằng nước). Nếu tăng hàm lượng samốt lên, độ bền nhiệt tăng. Ví dụ, sản phẩm có tỉ lệ samốt đất sét như sau:
Từ 40/606 đến 606/406 độ bền nhiệt: 10 – 15 

90/10 độ bền nhiệt 150
(độ bền nhiệt ứng với 8500C và làm nguội bằng nước). Độ bền nhiệt của sản phẩm samốt không còn phụ thuộc vào độ xốp của sản phẩm mà phụ thuộc vào nhiệt độ nung chúng. 

* Độ bền xỉ: Yếu tố quyết định nhất đến độ bền xỉ của sản phẩm samốt, bán axít là cấu trúc hạt và mật độ của chúng. Sản phẩm có lỗ, khe hở, vết nứt có nguy cơ xỉ thấm vào, ăn mòn nhanh. Ngược lại loại có cấu trúc hạt nhỏ, đặc có độ bền xỉ lớn. Ngoài ra độ bền xỉ còn phụ thuộc vào lượng lỗ xốp có trong sản phẩm. Tất cả những nhân tố kỹ thuật làm giảm độ xốp của sản  phẩm đều làm tăng độ bền xỉ của chúng.
Thành phần hóa học của sản phẩm khi Al2O3 trong khoảng 30 - 40% không làm ảnh hưởng đến độ bền xỉ. Khi Al2O3> 40% độ bền xỉ tăng. Gạch bán axít có độ bền xỉ cao đối với xỉ axít và kém với xỉ basic.
* Tiêu chuẩn gạch samốt và bán axít: tính chất cơ lí của sản phẩm samốt trình bày trong bảng 1-4.
 

Bảng 1.4: Tính chất cơ lý của sản phẩm samot

Các chỉ tiêu

Loại A

Loại B

Loại C

 

Độ chịu lửa 0C ≤

1730

1670

1610

 

Sức co phụ % ≥

0.7

0.7

0.7

 

Ở nhiệt độ

1400

1350

1250

 

Nhiệt độ B.Đ, 0C ≤

1300

-

-

 

Cường độ chịu nén, N/mm2 ≤

12.5

12.5

10.0

 

Độ xốp biểu kiến , % ≥

30

30

-

 

Tính chất cơ lý của sản phẩm bán axit cho trong bảng 1-5.

Bảng 1.5: Tính chất cơ lý của sản phẩm bán axit

Các chỉ tiêu

Loại A

Loại B

Loại C

 

Độ chịu lửa 0C ≤

1710

1670

1610

 

Co và phụ % ≥

0.5

0.5

1.0

 

Ở nhiệt độ

1400

1350

1250

 

Nhiệt độ B.Đ, 0C ≤

1400

1300

-

 

Cường độ chịu nén, N/mm2 ≤

10.0

10.0

10.0

* ứng dụng: samốt có độ bền nhiệt cao, độ chịu lửa đạt yêu cầu, độ bền xỉ lớn nhấ, là nguyên liệu sản xuất dễ kiếm nên nó là loại gạch dùng nhiều nhất về số lượng cũng như phạm vi sử dụng. Trong sản xuất gang samốt dùng để xây lò cao (đáy lò, cổ lò), lò gió nóng, thùng đổ gang. Trong luyện thép samốt dùng để xây một số tường lò làm việc ở nhiệt độ cao lắm và các bộ phận của lò Máctanh.
Trong công nghiệp silicát dùng để xây lò nung đồ gốm, đổ sành sứ, lò nấu thuỷ tinh, lò nung xi măng, lò khí hoá, các buồng đốt...
Ngoài ra samốt còn dùng xây lò luyện cốc, các lò luyện kim màu, nồi hơi...

 

Theo thành phần hoá học samốt là loại sản phẩm trung tính và kiềm yếu do đó cho phép ta dùng xây lò tiếp xúc với xỉ axít hoặc xỉ bazơ. Thực tế, samốt chống sự tác dụng của xỉ axít rất tốt, nhưng chống sự tác dụng của bazơ kém hơn.
Gạch samốt A, dùng ở chỗ tiếp xúc trực tiếp với kim loại, xỉ, thủy tinh chảy lỏng, khi cần độ thẩm khí nhỏ như những dãy đầu của lò cao, thùng đúc thép, lò quay, lò khí hoá, hàng chân của vòm lò, tường tháp chưng luyện và lò múp.
Gạch samốt B, có thể dùng khi lò tiếp xúc trực tiếp với kim loại, xỉ, thủy tinh chảy lỏng, những bộ phận tường lò không làm việc ví dụ: dãy thứ hai, thứ ba của lò cao, lò đứng, lồ khí hoá, buồng đốt than củi...Gạch smốt C, dùng trong các bộ phận không quan trọng của lò nung đồ gốm, tường ống khói...
Bảo quản sản phẩm samốt cần giữ khỏi bị ẩm gạch vì khi độ ẩm lớn, cường độ viên gạch bị hạ thấp nhiều.