Vlastnosti provozu šamotových cihel pro pece | Selmo

V našem obvyklém chápání je jakýkoli krb tradičně vyroben z červených keramických cihel. Tento materiál milují všichni řemeslníci a osvědčil se jako spolehlivý, odolný vůči vysokým teplotám a dlouhodobě udrží naakumulované teplo. Také si tradičně neumíme představit kamna či krb bez topeniště ze šamotových cihel. A to je také přirozené, protože žáruvzdorné šamotové cihly jsou schopny odolat vysokým teplotám a agresivním plynům vznikajícím při procesu hoření.
V tomto článku chceme odhodit jakékoli stereotypy a jít za hranice našich obvyklých představ. Jsou samozřejmě diktovány neocenitelnými zkušenostmi a slouží věrně. Tradice přece uchovávají zkušenosti minulých generací a přispívají k výběru těch nejlepších řešení.
V naší moderní době se každý den vymýšlejí nové materiály a hledají se nová konstrukční řešení a principy fungování. Změny se dějí i v oboru pecí, který je baštou tradice. Navíc o všech aspektech tohoto starověkého řemesla. Zavádí se počítačové modelování, elektronické systémy řízení spalovacího procesu a mnoho dalšího.

Více nás zajímají tradiční materiály vyráběné na moderních zařízeních. Mluvíme o cihlách. V dnešní době vyrábí domácí i zahraniční továrny mnoho druhů keramických plných cihel používaných v pecích. Objevilo se obrovské množství barev, tvarů, textur a značek. A výrazně se zvýšila i cena, protože cihly se vyrábějí pomocí drahého zařízení a dovážejí se stovky kilometrů daleko. A zde se náš pohled obrací ke známé a jak se ukazuje i podceňované šamotové cihle, ale v jejím novém účelu – sloužit jako krásný a spolehlivý obkladový materiál s bílo-slámovými tóny a příjemnou přirozenou texturou.

Co je tedy šamotová cihla a jak se liší od běžné keramické cihly? Technologie výroby šamotových cihel ve zkratce zahrnuje 4 etapy: vypalování kaolinové hlíny, mletí vzniklé vypálené hmoty (získání šamotového prášku), její smíchání s kaolinovou hlínou a formování (je možné plastové i suché lisování), sušení, opakované vypalování produktu a získání hotového lisovaného žáruvzdorného materiálu. Keramická cihla prochází méně výrobními fázemi: příprava a formování hmoty (možné i 2 způsoby, plastické a polosuché lisování), sušení, vypalování a získávání hotového výrobku.

Okamžitě vyvracíme zavedený mýtus, že šamotové cihly mají nízkou tepelnou kapacitu a tepelnou vodivost. Jako tepelně náročnou vyzdívku pro pece na šamotové cihly považujeme výrobky BKO – Borovichi Refractory Plant za nejkvalitnější žáruvzdorný materiál, který má navíc estetický vzhled a jemnozrnnou strukturu. Porovnejme fyzikální vlastnosti, jako je tepelná kapacita a tepelná vodivost, pevných keramických a šamotových žáruvzdorných cihel. K tomu jsme poskytli tabulková data z různých zdrojů. Všimněte si, že všechny tvarované žáruvzdorné materiály (s výjimkou lehkého šamotu) ze závodu Borovichi se vyznačují jemnou krystalickou strukturou a vysokou hustotou. Fyzické ukazatele proto mohou dokonce převyšovat průměrné tabulkové údaje.
Jak vidíte, tepelná kapacita šamotových cihel převyšuje tepelnou kapacitu pevných keramických cihel. Proto je vnější obrys tepelně náročné pece, která je hlavním akumulátorem tepla a zároveň tepelným vodičem, nejlépe vyroben z Borovichiho šamotu. Ukazatel tepelné vodivosti je navíc při akumulaci tepla tělesem kamen při spalování neméně důležitý než tepelná kapacita. Podívejme se na tento proces. Jak dlouho trvá nahřátí tepelně náročných kamen? Odpověď je jednoduchá – pec je vhodné topit přesně do okamžiku, kdy se teplota vnitřní teplopřijímací plochy vnějšího obrysu pece rovná teplotě spalin (a vnější plochy topeniště může zůstat studený). Nemá smysl to dále ohřívat, protože teplota spalin na výstupu z topeniště se zvyšuje a teplo jde většinou do komína. A právě zde začíná hrát velkou roli tepelná vodivost při akumulaci tepla u kamen. Čím je vyšší, tím hlouběji teplo proniká do tloušťky cihly a tím pomaleji se teplota vnitřních stěn pece rovná teplotě spalin. V souladu s tím se bude akumulovat více tepla! Výhoda teplovodivých šamotových cihel spočívá také v tom, že teplo při výpalu rychle proniká hlouběji, čímž šetří cihlu před přehříváním a nerovnoměrným rozpínáním. Každý mistr zná situaci, kdy v zimě klient náhle zatopí studená kamna a na povrchu zdiva se objeví tepelné trhliny. To se děje právě kvůli nerovnoměrnému zahřívání vnitřního a vnějšího povrchu cihel a v důsledku toho různé expanzi. Čím vyšší je tepelná vodivost materiálu vnějšího obrysu, tím odolnější jsou taková kamna vůči náhlým změnám teploty.

Významným argumentem ve prospěch volby šamotových cihel jako materiálu pro stavbu pece je cena. Je výrazně nižší než náklady zahraničních značek keramických cihel s podobnými barvami. A ještě více ve srovnání s plnými klinkerovými cihlami, které se také používají při stavbě pecí. Pokud tedy potřebujete kamna s vyššími výkonnostními charakteristikami, světlou barvou a nejste připraveni kupovat drahé importované keramické cihly, pak je pro vás zcela vhodná varianta šamotových kamen z produkce Borovichi Refractory Plant JSC.

Proč právě od Borovichi, protože výrobců šamotových cihel je mnoho? Je to všechno o jeho jemně krystalické struktuře a vysoké hustotě, které mu dodávají vlastnosti, které potřebujeme: pevnost, tepelnou kapacitu a tepelnou vodivost. Dalším plusem, který určuje naši volbu ve prospěch tohoto ruského výrobce, jsou jeho estetické vlastnosti: krásný vzhled, správná geometrie, bělavě šedá nebo světle slámová barva, absence prasklin a dutin. Jeho povrch je drsný, ale ne hrudkující, má příjemné teplé tóny, dobře se zpracovává a nedrolí. Mnoho designérů to používá ve své práci, protože je obtížné najít v prodeji cihly, které jsou podobné vzhledu jako Borovichi šamot. A tak se tento materiál, který je čistě pro průmyslové účely, začal používat v různých interiérových řešeních. Všichni ostatní výrobci vyrábějí tvarované šamotové žáruvzdorné materiály s hrubozrnnou strukturou, nemají výše uvedené vlastnosti a mají vnitřní trhliny.

Jaké designové vlastnosti mají kamna celá ze šamotových cihel? Zdálo by se, že jelikož je již schopen odolat enormnímu tepelnému zatížení, není potřeba dělat dvouokruhové konstrukce. Ve skutečnosti tomu tak samozřejmě není. Principy konstrukce se prakticky neliší od běžných pecí. Stejně jako u běžných keramických kamen je dodržován dvouokruhový princip, jen s tím rozdílem, že topeniště i vnější okruh jsou vyrobeny ze stejného materiálu. Jsou také od sebe odděleny vrstvou izolantu a nejsou svázány dohromady. Koneckonců, i když je celá konstrukce vyrobena ze stejného materiálu, kvůli rozdílu v ohřevu bude tepelná roztažnost také odlišná. Stejně jako u klasických pecí musí konstrukce zajistit především rovnoměrný ohřev celé hmoty, zamezující vzniku teplotních trhlin.
Co se týče zdicí malty, na topeniště se používají tradiční malty, tmely nebo suché zdivo (což je možné díky ideální geometrii šamotu Borovichi) a vnější stěny pece lze pokládat buď na speciální malty, nebo na běžné zdivo. malty pro pece. Výjimkou jsou směsi, které obsahují velké množství cementu, poskytují tuhou adhezi. Pro tyto účely jsou vhodnější směsi jílu a šamotu nebo směsi jílu a písku.

Myšlenka vyrobit vnější vyzdívku tepelně náročných pecí ze šamotu není nová a patří Evropanům. V Evropě je většina konvekčních a akumulačních kamen ze šamotu, ale tato kamna jsou většinou omítnutá.

Představujeme vám výběr děl vyrobených ze šamotových cihel Borovichi, vyrobených talentovanými řemeslníky, abyste mohli skutečně ocenit tento nádherný materiál!

S pozdravem tým Běloruského centra pecí.

Krbová kamna ze šamotových cihel.

Práce Alexandra a Sergeje Zelyutkinových. Krbová kamna s chlebovou komorou, lavicí a vestavěným registrem pro ústřední vytápění.


Jednoduchý venkovní gril ze šamotových cihel.

Jedinečné tóny šamotové cihly umožňují designérům použití v moderních interiérech.

Umělecké dílo Matevos Yayloyan.

Roman Avdějev a Igor Stetsura, mistři Ufa, autoři mnoha slavných děl ze šamotových cihel.

Vaření chutných jídel v komplexu ze šamotových cihel.


Interiér lázeňského domu a portál s kovovými kamny vyloženými šamotovými cihlami.


Krása spočívá v detailech.

Kamna s kamny ze šamotových cihel.

Provozní podmínky žáruvzdorných cihel SHA v ocelářských pecích

Žáruvzdorné výrobky používané v ocelářských pecích by měly mít zpočátku nejen vysoký koeficient tepelné a chemické odolnosti, ale také nízkou propustnost plynů a erozi v důsledku výrazných teplotních změn a vystavení chemikáliím vznikajícím při tavení kovu a strusky. Z těchto důvodů je hlavním směrem pro zvýšení životnosti ocelářských pecí optimalizace kvalitativních charakteristik žáruvzdorných cihel, jako jsou: vysoká akumulace tepla, odolnost proti opotřebení a trvanlivost, odolnost vůči tepelným šokům a agresivním prvkům termochemického působení. Tuto sadu požadavků plně splňují šamotové cihly (FCB), které se široce používají v ocelářském průmyslu a jsou také velmi oblíbené v domácnostech při stavbě pecí, komínů, krbů a koupelen.
Maximální prahová hodnota tepelného nárazu šamotových cihel je v rozmezí 1580 – 1770 stupňů Celsia, což je dáno přítomností 70 % šamotového prášku a 30 % žáruvzdorného jílu v jejich složení. Tato cihla se dobře vyrovnává s širokým rozsahem teplotních výkyvů: prudkým tepelným zvýšením teploty a následným ochlazením. šamotová cihla nejodolnější vůči účinkům vápna, zásad, strusky a nepropustné pro škodlivé prvky hoření. Z těchto důvodů se šamotová cihla SHA stává nepostradatelným žáruvzdorným materiálem, který je velmi žádaný při provozu nejrůznějších topných jednotek.
Šamotové výrobky však při dlouhodobém provozu ocelárny při teplotách přesahujících jejich maximální přípustnou vypalovací teplotu (1350 – 1500 stupňů Celsia) dochází k určitému dodatečnému smrštění (ztráta objemu a zvýšení hustoty). Za podmínek výrazného přehřátí se tedy šamotové zdivo deformuje a ztrácí svou bezpečnostní rezervu. Koeficient dodatečného smrštění přímo závisí na složení materiálu a vypalovací teplotě šamotových výrobků. Se zvyšujícím se obsahem šamotu se přirozeně zvyšuje požární odolnost této cihly a technologické parametry, které zajišťují odolnější strukturu materiálu proti opotřebení, také zvyšují teplotní práh pro nástup deformačního změkčení. Tím je vytvořena zvláštní podmínka pro dlouhodobý provoz šamotových cihel a optimalizaci jejich kvalitativních charakteristik. teplota vypalováníŠamotové materiály vypálené v teplotním rozsahu pod teplotou slinování původních jílů mají větší dodatečné smrštění než materiály vypálené při vysoké teplotě.
Také při ostatních stejných vlastnostech provozu ocelářské pece je nutné při provozu šamotových cihel zohlednit takové základní podmínky, jako je odolnost vůči strusce a odolnost vůči agresivnímu prostředí. Odolnost šamotových cihel vůči strusce a agresivním prvkům je určena jejich strukturou, úrovní hustoty a chemickým složením. Během provozu šamotových cihel se na jejich povrchu při kontaktu s agresivním prostředím vytváří vrstva heterogenního složení z produktů interakce prvků prostředí (činidel) a žáruvzdorného materiálu. Při vystavení těmto silným faktorům ocelářství se šamotové cihly opotřebovávají bez odlupování, ale postupným tavením, ničením erozí a struskou. Proto je vždy nutné zohledňovat úroveň pórovitosti šamotových cihel. Pro snížení destruktivního účinku je nutné usilovat o snížení celkové pórovitosti šamotových cihel, a nejen zdánlivé.

Rozdíl mezi žáruvzdornými lehkými cihlami SHL a šamotovými cihlami SHA

Hlavní rozdíly mezi cihlou (SL) a cihlou (SHA) jsou nižší hmotnost, nižší procento šamotu a jílu ve složení, nižší prahová hodnota maximální aplikační teploty, nízká tepelná vodivost, poréznější struktura a také další fyzikální a chemické rozdíly, jako je zdánlivá hustota a koeficient lineární roztažnosti.
Šamotová cihla SHL je na rozdíl od cihel SHA lehká, jak naznačuje druhé písmeno L v jejím označení. Při její výrobě se používá běžný a speciální porézní šamot, jehož obsah je 15-25 % hmotnostních, žáruvzdorný jíl s přídavkem dalších hornin, například perlitu. Proto je šamotová cihla SHL na rozdíl od cihel SHA navržena pro použití při nižším přípustném teplotním prahu 1150-1300 stupňů Celsia. Nízká tepelná vodivost a nízký koeficient lineární roztažnosti cihly SHL umožňují její použití pro obklady topných těles a její nízká hmotnost poskytuje dostatek možností pro pokládku vodorovných řad, vyzdívání průmyslových pecí, instalaci krbů, domácích kamen a komínů. Nízká tepelná vodivost šamotové cihly SHL navíc poskytuje další možnost výrazně zvýšit rychlost ohřevu a chlazení pece, což zase umožňuje řádově snížit celkový objem paliva.

Použití šamotových cihel při stavbě pecí

Šamotové cihly mají vynikající technické vlastnosti, jako je tepelná odolnost, odolnost proti strusce, nepropustnost plynů a vysoké ochranné funkce při interakci s agresivním prostředím. Všechny tyto počáteční vlastnosti šamotových cihel z nich činí hlavní materiál při stavbě tepelných jednotek.
Podle podmínek použití žáruvzdorných výrobků v ocelářských pecích se rozlišují dvě zóny. Spodní zóna je oblast nístěje, dýz, ramen a horní zóna zahrnuje páru, šachtu a hrdlo. Podmínky použití žáruvzdorných materiálů ve spodní zóně pece se vyznačují nejvyššími teplotními podmínkami (1300 – 1800 stupňů Celsia) a v důsledku toho i opotřebením. Na které má stejnou měrou vliv intenzivní vliv strusek, alkalických par a oxidu uhelnatého. Tyto oblasti pece určují celou její životnost. Proto se zde používají šamotové cihly s vysokým obsahem kaolinu (bílého jílu). Horní zóna pece není vystavena tak silným tepelným šokům jako spodní. V těchto oblastech teplota kolísá od 200 do 1300 stupňů Celsia. Zde jsou žáruvzdorné materiály vystaveny mechanickému opotřebení a chemické korozi v důsledku vlivu plynů a par. Proto v této zóně hrají primární roli parametry, jako je pórovitost, velikost pórů, nepropustnost pro plyny a pevnost šamotových cihel. Používají se zde také šamotové, husté cihly s vysokým obsahem kaolinu.

Provozní podmínky šamotových cihel v pecích

Použití šamotových cihel v různých topných zařízeních umožňuje hutnímu průmyslu dosáhnout jeho prioritního cíle – akumulace a udržení tepla na požadované úrovni výroby.
Během dlouhé životnosti šamotových cihel za podmínek konstantních teplot se jejich tepelná vodivost zvyšuje o 10-15 % a za podmínek proměnlivých teplot naopak klesá v důsledku tvorby mikrotrhlin v jejich materiálu. Proto se nejlepších výsledků v produktivitě ocelářských pecí a prodloužení životnosti šamotových materiálů dosahuje při konstantním provozu, nikoli proměnném, a to díky absenci prudkých změn teploty, které jsou zase určeny podmínkami, jako jsou: teplotní podmínky, doba práce, chemické složení prostředí, mechanické namáhání, působení různých prvků tepelného procesu.
Pro optimalizaci výkonu šamotové cihly v pecích Provádět výzkum fyzikálně-technických a chemicko-mineralogických procesů probíhajících v žáruvzdorných výrobcích pod vlivem výše uvedených faktorů. Vyvíjet metody ochrany žáruvzdorných materiálů a dávat doporučení pro výběr a tvorbu nových žáruvzdorných výrobků, jejichž technické vlastnosti odpovídají moderním pracovním standardům. Analýza provozních podmínek šamotových výrobků slouží jako „zpětná vazba“ k technologii žáruvzdorných materiálů.
Životnost žáruvzdorných materiálů je do značné míry ovlivněna výrobními podmínkami. Může se pohybovat od 3 do 10 let ve vyzdívkách vysokých pecí a až 40–1500 hodin v zónách pohybu oceli. V pánvích a míchačkách od 20 do 1500 minut při práci v odkalovacích dmychadlech a šoupátkových uzávěrech. Spotřeba žáruvzdorných materiálů na jednotku výroby (kg/t oceli) a jejich technická a ekonomická účinnost významně závisí na provozních podmínkách.

Životnost žáruvzdorných cihel ŠA, ŠB v indukčních pecích

V indukčních ocelářských pecích se kov intenzivně míchá, což způsobuje rychlé opotřebení vyzdívky. Pracovní povrch vyzdívky kelímkové pece má teplotu roztaveného kovu, zatímco vnější strana se zahřívá na 200 – 300 stupňů Celsia. Proto by v žáruvzdorné vyzdívce indukčních pecí neměly být žádné průchozí trhliny ani póry a materiál vyzdívky by měl mít vysokou tepelnou odolnost a konstantní objem během provozu. Výběr žáruvzdorných materiálů používaných v této zóně pece je poměrně rozmanitý v závislosti na taveném kovu nebo slitině. Nejčastěji se pro tavení zinku a hliníku používají šamotové žáruvzdorné materiály značek ŠA a ŠB, které tyto požadavky splňují, a to díky svým vysokým kvalitativním vlastnostem.
Pro tavení zinku se používají šamotové cihly, které se skládají ze 70 % kaolínového šamotu, 20 % žáruvzdorného jílu a 10 % kaolinu, což dává průměrný počet taveb 7000 12000 a maximální XNUMX XNUMX.
Pro tavení hliníku se používá složení 65 % šamotu, 25 % žáruvzdorného jílu a 10 % barya s tekutým sklem, které dává průměrný počet taveb 1000 a maximálně 2000. Používá se také složení 50 % šamotu, 20 % křemence, 20 % žáruvzdorného jílu a 10 % barya, které zvyšuje průměrný počet taveb na 2600 a maximálně 5300.
Stabilní provoz indukční pece v rámci 300 tavenin trvá přibližně 3–4 měsíce.

katalog výrobků

• Ohnivzdorné výrobky z šamotové hlíny
  • Šamotové žáruvzdorné materiály ША, ШБ
  • Lehké žáruvzdorné materiály ShL
  • Šamotové výrobky husté širokopásmové připojení
  • Hutné šamotové výrobky ShKU
  • Šamotové kupolové výrobky SHVG
  • Šamotová cihla ShV
  • Mullitovo-křemičité trubky MKR
  • Drobné šamotové ohnivzdorné výrobky NT
  • Mullit-korundová cihla MKV-72
  • Mullit-korundová cihla MKS-72
  • Mullite produkty MLS-62
  • MKRL-0,8 lehčená mullitovo-křemičitá cihla
  • Šamotové výrobky pro lití sifonů ShSP
  • Ohnivzdorné šamotové a grafitové výrobky SHGSP
  • Šamotové ohnivzdorné výrobky ShS-28, ShS-32
  • Cihla odolná vůči kyselinám
  • Chromit-periklasové produkty
  • Výrobky z periklasu
  • Periklas-chromitové výrobky
  • Cihla PHSU PHSS
  • Dinas cihla DN
  • Dinas cihla DV
  • Dinas cihla ED
  • Dinas cihla DS
  • Mortel MMK-72
  • Magnezitová malta MPHG
  • Mullitový minomet MML-62
  • ZPH výplň
  • Ohnivzdorná hlína PGOSA, PGOSB
  • Hlinitanový cement GC-40
  • Mertel čs
  • Ohnivzdorné prášky PSHKA
  • Šamotová výplň ZSHA
  • Periklasový prášek PPE-88
  • Cement GORKAL 40,50,70
  • Ohnivzdorná vata MKRR 130
  • Ohnivzdorná plsť MKRF-100
  • Ohnivzdorná deska MKRP-340, ShPGT-450
  • Plsť MKRV-200, vložka MKRV-340
  • Karton MKRK-500
  • Azbestová lepenka
  • azbestovou šňůrou
  • Cement v pytlích
  • Nákladní automobily na cement
  • Cement podle přepravních norem