Vatrostalni ozid

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži
Ispust za sirovo željezo kod visokih peći izgrađen od vatrostalnih opeka.

Vatrostalni ozid se sastoji od vatrostalnih opeka, vatrostalnog morta i vatrostalne mase za nabijanje, a koristi se za dijelove peći (npr. visoka peć), peći za sušenje, spalionica smeća, nuklearnih reaktora, lijevačkih lonaca i drugo, koji su izloženi djelovanju vrlo visokih temperatura, obično većih od 538 °C. Vatrostalni ozid je izložen vrlo složenom agresivnom djelovanju čitavog niza čimbenika, pa su zbog toga pojedini dijelovi ozida od različitih vatrostalnih opeka.

Vatrostalni materijali[uredi VE | uredi]

Vatrostalni materijali su prirodni ili umjetni nekovinski građevinski materijali (uobičajeno keramički materijali) čije je talište najmanje 1580 °C, a da se pri tome ne deformira. Za kakvoću vatrostalnog materijala još su odlučujući temperatura pri kojoj se materijali pod tlakom omekšavaju, propusnost za plinove, otpornost prema temperaturnim promjenama i prema kemijskim utjecajima. Vatrostalni keramički materijali se uglavnom dijele na:

Vatrostalna opeka[uredi VE | uredi]

Vatrostalna opeka ili šamotna opeka proizvodi se od manjeg dijela vatrostalne gline i većeg dijela mljevenog praha već prije pečene vatrostalne opeke. Vatrostalna opeka može izdržati temperaturu od 1580 °C, pa se upotrebljava uglavnom za obloge ložišta i donjih dijelova dimnjaka. Slično vatrostalnoj (šamotnoj) opeci upotrebljavaju se kao bazični vatrostalni materijali magnezitna, dolomitna i boksitna opeka, a kao kiseli vatrostalni materijali silika-blokovi i dinas-blokovi. Kiselootporne opeke upotrebljavaju se u agresivnim sredinama gdje djeluju sumporna ili solna kiselina i lužine (baze).

Šamot[uredi VE | uredi]

Šamot se najviše upotrebljava u tehnici, budući da se dobija iz lako dostupnih mineralnih nalazišta i da se odlikuje slabo kiselim ili slabo bazičnim svojstvima. Kemijski sastav šamotnih opeka je 50-60% SiO2, do 23-34% Al2O3 i 6-27% ostalih sastojaka koji imaju manje ili više Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O i TiO2. Izrađuju se od manje ili više čistog kaolina (Al2O3 x 2 SiO2 x 2 H2O) i pečene gline.Ove opeke nisu namijenjene da nose veliko opterećenje, već samo za oblaganje visokotemperaturskih ložišta. Mort za ozidavanje pravi se od samljevene vatrostalne gline i vode.

Kaolin[uredi VE | uredi]

Kaolin (Al2O3 x 2 SiO2 x 2 H2O) je u čistom stanju bijela glina i koristi se pri izradi porculana, vatrostalnih opeka, papira, gume, pigmenata za boje i izolacionih materijala. Kaolin se u čistom stanju topi na 1760 ºC. Vatrostalni materijal (3 Al2O3 x 2 SiO2) dobija se dugotrajnim zagrijavanjem u elektrolučnoj peći, u kojoj se tope kvarcni pijesak (SiO2) i boksit. Dobijeni materijal koristi se za oblaganje peći koji tope metal, za oblaganje kalupa za duboko vučenje (ekstrudiranje) i za izolatore svjećica benzinskih motora.

Silikatne opeke[uredi VE | uredi]

Silikatne opeke zadržavaju jačinu i na povišenim temperaturama. Kemijski se dijele u kisele (96-98% SiO2) i koriste se za oblaganje ložišta u slučaju kad je rastopljena materijal kisele prirode. Na radnim temperaturama nižim od 540 ºC silikatne opeke se troše ili mrve, te se i ne primenjuju ispod ove temperature.

Dolomitne opeke[uredi VE | uredi]

Dolomit je naziv i za mineral i za sedimentnu stijenu, a oboje su izgrađeni od kalcij-magnezijeva karbonata (CaCO3 x MgCO3) u kristalnome stanju. Obično je bijele boje, ali može biti i crvenkast, siv ili smeđ od primjesa željeza ili mangana. Posle pečenja dolomita (pri 1700 ºC) dobija se CaO x MgO koji se zatim melje i miješa sa smolom i najzad preša u [opeka[|opeke]]. Dolomitne opeke su namenjene za podzidjivanje Siemens-Martinovih peć i elektrolučnih peći za proizvodnju čelika.

Magnezitne opeke[uredi VE | uredi]

Magnezitne opeke su u kemijskom pogledu bazni materijal. Služe za oblaganje Linz-Donawitz konvertera i Besemerovih konvertera. Kao vezivno sredstvo između opeka (mort) koriste se tanki čelični limovi koji oksidiraju na povišenim temperaturama. Željezov oksid hematit (Fe2O3) kemijski reagira s oksidom magnezija i tako učvršćuje opeke.

Kromne cigle[uredi VE | uredi]

Kromne cigle su vatrostalni materijali koji sadrže oko 50% kromovih oksida, s promenljivim sadržajem oksida aluminija, magnezija, silicija i željezovih oksida. Koriste se kao kemijski neutralne opeke. Kombinacije kromovih i magnezijevih oksida daju opeke pogodne za visoke temperature i otporne na trošenje (habanje).

Karborund ili silicijev karbid[uredi VE | uredi]

Silicijev karbid ili karborund je kovalentni karbid, koji je zbog različitih nečistoća obojen zeleno, žuto, plavo ili crno, ovisno o vrsti nečistoća. Dobiva se reakcijom kremenog pijeska (SiO2) i koksa u elektrolučnim pećima pri temperaturama 1900-2000 °C. Odlikuje se velikom tvrdoćom (gotovo kao dijamant), koristi se za izradu bruseva i materijala za brušenje, poliranje i čišćenje površina čvrstih materijala. Vatrostalan je materijal, velike toplinske vodljivosti i velike otpornosti na temperaturne promjene, pa se upotrebljava za izradu okna visokih peći, posuda za taljenje metala, nosača u pećima za pečenje keramičkih posuda i slično. Iz njega se izrađuju sapnice raketa, lopatice turbina, električna grijača tijela za rad pri visokim temperaturama (1100 – 1500 °C).

Šupljikave vatrostalne opeke[uredi VE | uredi]

Šupljikave vatrostalne opeke ili toplinsko – izolacione šupljikave vatrostalne opeke koriste se za peći kod kojih se traži održavanje stalne temperature. To su lake i porozne opeke dobijene posipanjem miješane gline s ugljenom prašinom. U toku pečenja opeke, dodate čestice ugljika izgaraju i ostaju plinski mjehurići. Na taj način dobijaju se porozne opeke lakše za trećinu od punih, ali s približno toliko boljom toplinskom izolacijom. Uglavnom se šupljikave opeke upotrebljavaju za peći srednjih temperatura namijenjenih za lemljenje i toplinsku obradu. Koriste se i za vanjski ozid visokih peći, da bi se smanjili toplotni gubici kroz njihove zidove. [2]


Naziv Sastav (%) Talište (° C) Otpornost prema tlaku (° C) Uporaba
silika I > 94,5 SiO2
˂ 2 Al2O3
˂ 3.5 CaO
1720 1630 teško opterećeni dijelovi pri visokim temperaturama, ali velika osjetljivost prema bazičnoj troski
silika II >92 SiO2 1670 1560 teško opterećeni dijelovi pri visokim temperaturama, ali velika osjetljivost prema bazičnoj troski
kremeni šamot
(polukiseli)
≈ 90 SiO2
+ Al2O3
+ CaO
+ Fe2O3
1650 1470 srednje opterećeni dijelovi
šamot
(bazični)
> 55 - 60 SiO2
˂ 36 - 41 Al2O3
0.2 - 0.6 CaO
0.08 - 0.2 Fe2O3
> 1580 1300 manje opterećeni dijelovi (npr. dimni kanali)
silimanit 55 - 60 Al2O3
ostalo SiO2
≈ 1875 1620 otporan prema troski i temperaturnim promjenama
magnezit 85 - 88 MgO
4 - 6 SiO2
1 - 2 CaO
1 - 2 Al2O3
4 - 5 Fe2O3
> 2000 1400 za peći s bazičnom oblogom, ali velika osjetljivost prema temperaturnim promjenama
kromni
magnezit
> 42 MgO
>15 Cr2O3
≈ 1960 1560 otporan prema visokim temperaturama, brzim temperaturnim promjenama i utjecaju troske
karborund
(silicijev karbid)
45 - 80 SiC
10 - 25 SiO2 9 - 20 Al2O3
+ Fe2O3
> 2000 1700 neosjetljiv prema temperaturnim promjenama; iznad 1600 °C raspada se zbog oksidirajućih plinova
ugljen 85-90 C > 2000 1750 za lonce, peći, elektrode


Izvori[uredi VE | uredi]

  1. "Strojarski priručnik", Bojan Kraut, Tehnička knjiga Zagreb 2009.
  2. "Tehnička enciklopedija", glavni urednik Hrvoje Požar, Grafički zavod Hrvatske, 1987.