Огнеупоры

В этой теме хочу собрать людей, которые обладают знаниями, а также тех, кому эти знания нужны, для обмена информацией и мыслями с целью создания огнеупорных материалов для повторения в "гаражных" условиях из недефицитных и недорогих материалов.

 

Для начала аналогичная тема с другого форума https://www.chipmaker.ru/topic/3333/

 

То, что интересует в плане реализации и кажется на данный момент перспективным, это процесс геополимеризации в применении к огнеупорам. Пока максимум интересного нашёл на форуме у ракетчиков от Карла из Ирландии. Гугл-переводчик в помощь.
https://donkey32.proboards.com/board/1/materials-casting-refractories-etc

 

Перешел в форум, но предлагаю вести изыскание параллельно, я постараюсь довести свою концепцию по "огнеупорам" (пока обобщим все материалы этим термином) в процессе сравним результаты и проанализируем ТТХ и ТЭО. Принимаете предложение?

 

Конечно. Принимается. Каждому нужно своё. Кому тигель, кому печка. По-хорошему много времени уйдёт на изучение уже представленной информации. Но, время есть не у всех. Буду пробовать выкладывать ссылки на самое интересное. Ещё раз пробегу по прочитанному и сделаю выборку.

 

Заказал для камеры дожига карбид кремния фракции F16, скоро приедет.
Вопрос-чем связать. Глиноземистый цемент так и не нашел так чтоб 5-10 кг продали,
все мешочные нормы. Мертель МШ-28 либо огнеупорные глины остаются для рассмотрения.
Белая и голубая (кембрийская?) глины есть в округе.
Собственно, как придет посылка, буду пробовать связывать глиной.
Кто-нибудь что-нибудь может подсказать в этом направлении ?

 

Не совсем понятно по камере дожига, но состав склеить шамот есть. Дайте условия работы устройства подробнее. поможем. На голой глине не делайте.

 

В шахтном котле через газовое окно газы намерен пустить в цилиндрический стакан из карбида кремния, стенки 10-15 мм, объем около 20 литров. Цель максимально полно сжечь все в этом объеме,
желательно с разогревом стенок добела. Так вот карбид кремния скоро будет у меня, а что взять в качестве связующего - в стадии выбора.

 

Самый простой рецепт, который я уже приводил на разных форумах, был вычитан в Советской книжке и повторен не один раз. Шлифпорошок был перемешан с гипсом 10 к 1 по объёму. Затворяется на ЖС на половину с водой и выливается в форму. После застывания 3 дня сушится, потом в духовке до полного потери влаги (прекращение снижения веса). Обжигал до белого каления. По нынешним знаниям рецепты на ЖС желательно использовать до 900 градусов, но в данном рецепте не оно главное. Что скажут спецы? В остальном ещё раз рекомендую установить Гугл Хром и автоматически переводя прочитать ветки Карла на сайте у Донки. Ссылка вверху. Последние простейшие рецепты содержали активированную кислотой (даже уксусной) глину (простую и бентонит), выдержанную при 100 градусах. В смеси также ЖС (!) и шлак, перлит или цеолиты (измельчённые шаровой мельницей в порошок). Вопрос концентраций и пропорций компонентов.

 

Так надо стакан из карбида кремния приклеить к футеровке котла (из чего), а карбид кремния с целью его низкого теплорасширения, или по нему ток пустите, чтоб до бела разогреть или просто из-за его высокой огнеупорности, но тогда имейте ввиду, что он стоит только в окислительной атмосфере и то при температуре свыше1450 градусов идет заметное окисление из-за улетучиваеия монооксида кремния. В общем желаете получить хороший совет, сформулируйте ТЗ подробнее (тех. задание) ибо можете разочароваться и в совете и в советчике. Время потратите, ресурсы, а результата не будет.

 

@Сергей247, Почитал ветку Карла, если честно, то осталось впечатление уроков труда начальной школы. Силикатный кирпич (белый) - вполне себе тот же способ получения изделия, однако к огнеупорам он даже отдаленно не относится. Мое мнение конечно субъективно. все таки надо по огнеупорам подробнее расписать. Немножко на работе раскидаюсь... Посмотрите при случае "кордиерит, очень перспективный минерал. В плане нашей темы - крайне низкий КТР (коэффициент температурного расширения, а вот простой технологии его получения в начале 90 х небыло. Может что и появилось

 

Одно из направлений прессованный фетр МКРФ. Со связующим.
ВеткИ Карла и созданы для наколенных рецептов. Для непосвящённых. И веток много, некоторые не по одному десятку страниц. Если не по-диагонали читать не один час уйдёт...

 

Попробую кратко описать свою концепцию материала футеровки и конструкции теплоагрегата:
1. Кирпич нам не нужен - У кирпича в горячей зоне работает поверхность, вот ей и нужна огнеупорность, термостойкость, механическая прочность химическая стойкость. Дальше нам нужна низкая теплопроводность и опять же термостойкость, если кирпич используется и как несущая конструкция, то требования к механическим характеристикам остаются, то снятие огнеупорности расширяет спектр использования конструкций и материалов. Далее нужна просто низкая теплопроводность, ну можно еще длинноволновое излучение обратно отразить. Все, оболочка (корпус) агрегата.
Пример конструкции - панельный дом, где к силовому каркасу приваривают внешнюю плиту.
Воздух плохой проводник тепла если в нем прекратить конвективный теплообмен, т. е. с теплоизоляционным материалом более менее все понятно.
2. Термостойкость - не путаем с огнеупорностью или жаростойкостью. Определение термостойкости есть в той же википедии, приводить не буду, но этот параметр на мой взгляд и является самым важным. Именно по этой причине в тепловых агрегатах происходит износ футеровки и по этом причине не совмещаются в одном изделии потребительские свойства - высокая огнеупорность, высокая термостойкость, простота получения, низкая теплопроводность и стоимость. Приведем примеры:
Шамотный кирпич (алюмосиликатный) - Обожженная огнеупорная глина, формуется при помощи той же глины в изделие и обжигается. Основной минерал глины каолинит при высокой температуре переходит в муллит (который нам и обеспечивает огнеупорность и мех. прочность), но не забываем, что при этом образуется и "кварц" в его высокотемпературных модификациях кристобалит и тридимит. А вот он-то нам и всю термостойкость и угробит, за счет изменения объема кристалла при фазовом переходе кварц -кристобалит и обратно. В промышленности с этим явлением борются медленным нагревом и охлаждением печи, а также ее непрерывной работой. Но нам то нужна циклическая работа и скорость нагрева быстрая...
Периклазовый кирпич - Почти чистый оксид магния, кварца нет, но высокий коэффициент теплового расширения дает почти нулевую термостойкость, причем в ее худшем выражении -трещины, сколы, т. е. практически потерю всех остальных свойств, кроме огнеупорности.
Продолжение следует...

 

Ждем с нетерпением.

 

Продолжение.
Карбид кремния избавлен от этих недостатков, разве, что теплопроводность побольше, но как его получают! Поэтому и использют, например как добавку в шамот (вернее глинистая связка при обжиге, превращающаяся в шамот), улучшающую термостойкость, так называемые карбидкремний содержащие изделия. Используют их в основном в качестве "полок" лещадок например при обжиге фарфора. Вероятность обрушения полки с дорогостоящими изделиями в печи в процессе обжига значительно ниже, чем у высококачественного шамота, да и температурная деформация под нагрузкой практически отсутствует. И все равно дорого и износ идет, по другому механизму (химическому), но идет.
3. Теплопроводность, - все таки рассмотрим. Для лучшего восприятия сравним с электрическим током. Тепловой поток, возникает от градиента температур, а его плотность зависит от коэффициента теплопроводности и площади сечения материала. Теплоемкость материала, подобна электрическому сопротивлению, только она обратима, сколько тепла накопили, столько и отдали при смене разности температур. Естественно данный пост в соответствии с законами термодинамики. Поэтому введение пустот (пор) снижает площадь сечения, что уменьшает плотность теплового потока, а их замкнутость гарантирует отсутствие газового (мы же не в вакууме живем) конвективного теплообмена. Вот только уменьшая площадь сещения, мы увеличиваем площадь поверхности материала, а как мы ранее писали, поверхность у нас работает, она же у нас и разрушается. Продолжение следует...