Огнеупорный кирпич
Шамотный кирпич , огнеупорный кирпич , шамотный или огнеупорный кирпич — это блок керамического материала, используемый для футеровки печей , печей , топок и каминов . Огнеупорный кирпич в первую очередь предназначен для того, чтобы выдерживать высокие температуры, но также обычно имеет низкую теплопроводность для большей энергоэффективности . Обычно плотные огнеупорные кирпичи используются в приложениях с экстремальными механическими, химическими или термическими нагрузками, например, внутри дровяной печи или печи, которая подвержена истиранию древесины , флюсу золы или шлака и высоким температурам. В других, менее суровых ситуациях, например, в электрической или , лучшим газовой печи выбором являются более пористые кирпичи, широко известные как «печные кирпичи». [1] Они слабее, но гораздо легче, их легче формовать и изолировать гораздо лучше, чем плотные кирпичи. В любом случае огнеупорный кирпич не должен расслаиваться , а его прочность должна хорошо сохраняться при резких перепадах температур.
Производство
[ редактировать ]При изготовлении шамотного кирпича шамотную глину обжигают в печи до частичного остеклования . Для специальных целей кирпич может быть также глазурован. Существует два стандартных размера огнеупорного кирпича: 9 in × 4+1⁄2 in × 3 in (229 mm × 114 mm × 76 mm) and 9 дюймов × 4 + 1 ⁄ 2 дюйма × 2 + 1 ⁄ дюйма (229 мм × 114 мм × 64 мм). [2] Также доступны «споли» огнеупорного кирпича, которые имеют половину толщины и часто используются для облицовки дровяных печей и каминных топок. Размеры раскола обычно составляют 9 дюймов × 4 + 1 ⁄ 2 дюйма × 1 + 1 ⁄ дюйма (229 мм × 114 мм × 32 мм). [3] Огнеупорный кирпич был впервые изобретен в 1822 году Уильямом Уэстоном Янгом в долине Нит в Уэльсе .
Высокотемпературные применения
[ редактировать ]Кварцевые огнеупорные кирпичи , которыми облицованы сталеплавильные используются печи, при температуре до 3000 ° F (1649 ° C), при которой плавятся многие другие типы керамики, и фактически часть кремнеземного огнеупорного кирпича разжижается. [ нужна ссылка ] Высокотемпературная многоразовая поверхностная изоляция (HRSI) , материал с таким же составом, использовался в изоляционных плитках космического корабля «Шаттл» . [ нужна ссылка ]
В процессах цветной металлургии используются основные огнеупорные кирпичи , поскольку шлаки, используемые в этих процессах, легко растворяют «кислые» силикатные кирпичи. [4] Наиболее распространенными основными огнеупорными кирпичами, применяемыми при выплавке концентратов цветных металлов, являются кирпичи «хромомагнезитовые» или «магнезит-хромовые» (в зависимости от относительных соотношений магнезитовых и хромитовых руд, используемых при их изготовлении). [5]
Применение при более низких температурах
[ редактировать ]Ряд других материалов находят применение в качестве огнеупорных кирпичей при низких температурах . [6] Оксид магния часто используют в качестве футеровки печей . Силикатный кирпич — наиболее распространенный тип кирпича, используемый для внутренней облицовки печей и мусоросжигательных заводов . Поскольку внутренняя футеровка обычно имеет расходуемый характер, для увеличения времени между заменами футеровки можно использовать огнеупорные кирпичи с более высоким содержанием глинозема. Очень часто вскоре после ввода в эксплуатацию в этой жертвенной внутренней облицовке можно увидеть трещины. Они обнаружили, что в первую очередь следовало бы поставить больше компенсаторов, но теперь они сами становятся компенсаторами и не вызывают беспокойства, пока не нарушается структурная целостность. [7] Карбид кремния, обладающий высокой абразивной прочностью, является популярным материалом для топок мусоросжигательных заводов и крематоров . Обычный красный глиняный кирпич можно использовать для дымоходов и дровяных печей.
Возможное использование для решения проблемы изменения климата
[ редактировать ]Огнеупорные кирпичи, благодаря своей способности выдерживать высокие температуры и сохранять тепло, предлагают многообещающее решение проблемы изменения климата. Эти огнеупорные кирпичи можно использовать для хранения тепла в промышленных процессах, используя избыток возобновляемой электроэнергии для создания недорогого и непрерывного источника тепла для промышленности. Благодаря конструкции из обычных материалов системы хранения из огнеупорного кирпича гораздо более экономичны, чем аккумуляторные системы для хранения тепловой энергии. Исследования, проведенные в 149 странах, показывают, что использование огнеупорных кирпичей для хранения тепла может значительно снизить потребность в выработке электроэнергии, хранении аккумуляторов, производстве водорода и низкотемпературном хранении тепла. Этот подход может снизить общие затраты на электроэнергию примерно на 1,8%, что сделает шамотные кирпичи ценным инструментом снижения затрат на переход на 100% чистую, возобновляемую энергию. [8]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Изоляционный огнеупорный кирпич» . Проверено 7 августа 2016 г.
- ^ «Огнеупорный огнеупорный кирпич | Огнеупорный кирпич для строительства печи» . www.sheffield-pottery.com . Проверено 18 июля 2020 г.
- ^ «Огнеупорный огнеупорный кирпич | Огнеупорный кирпич для строительства печи» . www.sheffield-pottery.com . Проверено 18 июля 2020 г.
- ^ Современная огнеупорная практика, пятое издание (Огнеупоры Харбисона-Уокера: Питтсбург, Пенсильвания, 1992), страница CR-2
- ^ Современная огнеупорная практика, пятое издание (Огнеупоры Харбисона-Уокера: Питтсбург, Пенсильвания, 1992), страница CR-3
- ^ «Огнеупорный кирпич, устойчивый к высоким температурам» . www.vitcas.com . Проверено 21 июня 2023 г.
- ^ Огнеупорная инженерия . Немецкая библиотека. 2004. ISBN 3-8027-3155-7 .
- ^ Джейкобсон, Марк З; Самбор, Дэниел Дж; Фань, Юаньбэй Ф; Мюльбауэр, Андреас (2024). «Влияние огнеупорного кирпича для промышленного производства тепла на стоимость удовлетворения спроса на энергию во всем секторе со 100%-ным снабжением ветром, водой и солнечной энергией в 149 странах» . ПНАС Нексус . 3 (7): pgae274. дои : 10.1093/pnasnexus/pgae274 . ПМЦ 11263865 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Бертон, Джозеф; Бертон, Уильям (1911). . В Чисхолме, Хью (ред.). Британская энциклопедия . Том. 10 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. стр. 418–419.