Cegły ogniotrwałe to cegły zaprojektowane tak, aby wytrzymywały wysokie temperatury. Cegły ogniotrwałe, zwane także cegłami ogniotrwałymi, produkowane są z materiałów ognioodpornych, które mają wysoką temperaturę topnienia i są odporne na naprężenia termiczne. Chociaż ich głównym celem jest odporność na ciepło, cegły ogniotrwałe mają również niską przewodność cieplną, co czyni je bardziej energooszczędnymi niż inne materiały ognioodporne. Cegły ogniotrwałe są najczęściej stosowane w środowiskach o wysokiej temperaturze, ale zdarzają się sytuacje, w których inżynierowie używają ich w zastosowaniach w niskich temperaturach ze względu na ich właściwości izolacyjne, odporność chemiczną i integralność strukturalną.
Cegły ogniotrwałe nie ulegają rozkładowi pod wpływem ciepła, ciśnienia ani środków chemicznych. Stanowią one część większej grupy substancji, które materiałoznawstwo definiuje jako materiały ogniotrwałe. Cegły ogniotrwałe stanowią część „ukształtowanego” podzbioru materiałów ogniotrwałych.
Typowe rodzaje cegieł ogniotrwałych
Cegły ogniotrwałe mają wiele zastosowań, dlatego producenci opracowali różne rodzaje cegieł, które wytrzymują określone warunki. Najpopularniejszymi materiałami używanymi do produkcji cegieł szamotowych są tlenek glinu, krzemionka, tlenek magnezu i glina szamotowa. Zmieszane w różnych proporcjach materiały te tworzą trzy główne rodzaje cegieł ogniotrwałych: cegły ogniotrwałe kwasowe, cegły ogniotrwałe zasadowe i cegły ogniotrwałe neutralne.
Wymieniono niektóre z najpopularniejszych rodzajów cegieł ogniotrwałych w tych trzech szerokich kategoriach.
Cegły ogniotrwałe
Producenci wytwarzają cegły szamotowe, używając kombinacji pokruszonej gliny, piasku, krzemionki i tlenku glinu. Budowniczowie używają cegieł szamotowych do zastosowań w umiarkowanych temperaturach, takich jak kominki, piece, piece i kominy. Wytrzymują temperaturę do 1600 stopni Celsjusza. Jest to najpopularniejszy rodzaj cegieł ogniotrwałych, z których korzystają ludzie.
Cegły o wysokiej zawartości tlenku glinu
Cegły o wysokiej zawartości tlenku glinu idealnie nadają się do zastosowań w wysokich temperaturach, takich jak hutnictwo stali i spalarnie, ponieważ mają dobrą stabilność termiczną i odporność na erozję chemiczną. Jak sama nazwa wskazuje, tlenek glinu jest głównym składnikiem cegieł o wysokiej zawartości tlenku glinu.
Cegły krzemionkowe
Głównym składnikiem cegieł krzemionkowych jest krzemionka o wysokiej czystości, czyli dwutlenek krzemu. Ten rodzaj cegły ogniotrwałej ma wysoką temperaturę topnienia i odporność na temperaturę do 2000 stopni Celsjusza. Cegły te charakteryzują się także dużą odpornością na kwasy, dlatego idealnie nadają się do pieców szklarskich, pieców do topienia miedzi i martenowskich pieców stalowych.
Cegły Magnezowe
Podstawowym składnikiem cegieł magnezytowych jest szamot, składający się z tlenku magnezu. Producenci wykorzystują tę cegłę przede wszystkim ze względu na jej odporność na działanie żużli, w tym żużli bogatych w wapno i żelazo. Cegły te mają najszersze zastosowanie w przemyśle stalowym. Wytrzymują temperatury do 2100 stopni Celsjusza.
Chromowane cegły
Producenci konstruują cegły chromowane przy użyciu gliny szamotowej zawierającej rudę żelaza chromowego, tlenek żelaza, boksyt i krzemionkę. Cegły te mają największe zastosowanie w środowiskach korozyjnych. Może to obejmować określone obszary pieca lub pieca. Wytrzymują temperatury do 2000 stopni Celsjusza.
Cegły węglowe
Cegły węglowe to rodzaj neutralnych cegieł ogniotrwałych, które składają się z wysokiej jakości węgli, w tym antracytu, koksu, grafitu i środka wiążącego. Cegły węglowe mają doskonałą odporność na wstrząsy, niską przewodność cieplną oraz wysoką temperaturę i odporność na erozję. Podstawowym zastosowaniem cegieł węglowych jest przemysł metalurgiczny.
Cegły cyrkonowe
Cegły cyrkonowe są rodzajem cegieł kwasoodpornych i składają się z dwutlenku cyrkonu. Cegły te mają doskonałą odporność na wstrząsy i niską przewodność cieplną. Projektanci wykorzystują te cegły tam, gdzie szybkie zmiany temperatury wymagają ich stabilności. Zastosowania te obejmują piece metalurgiczne, piece szklarskie i piece ceramiczne.
Cegły izolacyjne
Cegły izolacyjne są wykonane z materiałów porowatych, dzięki czemu są lekkimi cegłami ogniotrwałymi. Mają również niską przewodność cieplną, dzięki czemu idealnie nadają się do minimalizacji strat ciepła. W porównaniu do cegieł szamotowych mają one mniejszą gęstość i wyższą odporność termiczną. Istnieje szeroka gama izolacyjnych cegieł ogniotrwałych. Cegły izolacyjne są często opłacalną opcją w porównaniu z innymi cegłami ogniotrwałymi.
Właściwości i właściwości cegieł ogniotrwałych
Jakość i właściwości materiału, z którego wykonane są cegły ogniotrwałe, pozwalają im rozwijać się w środowiskach o wysokiej temperaturze.
Wysoka temperatura topnienia – wszystkie materiały stanowiące podstawę cegieł ogniotrwałych, takie jak krzemionka, węgiel, tlenek glinu, tlenek cyrkonu, tlenek magnezu i tlenek chromu, mają wysoką temperaturę topnienia. Skład tego materiału bazowego pozwala cegle zachować integralność strukturalną w ekstremalnie wysokich temperaturach. Stabilność termiczna – cegły ogniotrwałe mogą wytrzymać szybkie zmiany temperatury bez pękania i łamania. Jest to cenna jakość w zastosowaniach takich jak przemysł szklarski, stalowy i ceramiczny, gdzie ogrzewanie i chłodzenie stanowią integralną część procesu produkcyjnego. Odporność chemiczna – niektóre cegły ogniotrwałe zachowują integralność strukturalną pod wpływem substancji chemicznych. To sprawia, że są one cenne w zastosowaniach narażonych na obecność czynników korozyjnych i żużli. Izolacja termiczna – niektóre cegły ogniotrwałe mają niską przewodność cieplną. Pozwala to zminimalizować przenoszenie ciepła, zmniejszyć straty energii i utrzymać stabilność temperatury. Cegły ogniotrwałe, takie jak cegły izolacyjne, zapewniają skuteczną izolację w środowiskach o wysokiej temperaturze. Wytrzymałość mechaniczna – Cegły ogniotrwałe mają solidną konstrukcję, co pozwala im być odpornymi na pękanie i naprężenia podczas ciągłego użytkowania i zużycia. Odporność na ścieranie – wiele zastosowań cegieł ogniotrwałych poddaje je działaniu płynących materiałów lub oddziaływaniom mechanicznym. Cegły te są w stanie wytrzymać ciągłe ścieranie, dzięki czemu wytrzymają dłużej i zachowują większą integralność strukturalną. Porowatość/gęstość – Określone rodzaje cegieł ogniotrwałych mają różne poziomy porowatości, które określają ich odporność na przenikanie gazu lub cieczy. Gęste cegły mają wyższy poziom odporności na gaz i chemikalia, ale porowate cegły mają większe właściwości izolacyjne. Integralność strukturalna – Cegły ogniotrwałe zachowują swój kształt w najsurowszych warunkach chemicznych i w najwyższych temperaturach. Jakość ta zapewnia trwałość wykładziny ogniotrwałej.
Zastosowania cegieł ogniotrwałych
Właściwości cegieł ogniotrwałych oznaczają, że nadają się one do szerokiego zakresu zastosowań, w których występują wysokie temperatury i trudne warunki.
Przemysł stalowy
Przemysł stalowy jest głównym użytkownikiem cegieł ogniotrwałych do zastosowań takich jak wielkie piece, kadzie stalownicze i konwertory stali. Cegły ogniotrwałe wykładają ściany, dachy i podłogi tego sprzętu, aby zapewnić im odporność na wysokie temperatury i reakcje chemiczne występujące podczas produkcji stali.
Przemysł szklarski
Cegły ogniotrwałe stosuje się w piecach szklarskich i zbiornikach do topienia szkła. Zapewniają izolację i odporność na korozyjne właściwości stopionego szkła. Cegły ogniotrwałe zachowują również swoją integralność strukturalną podczas zmieniających się temperatur występujących podczas ogrzewania i chłodzenia szkła.
Przemysł metali nieżelaznych
Przemysł metali nieżelaznych odnosi się do metali niezawierających żelaza lub o niskiej zawartości żelaza. Cegły ogniotrwałe są powszechne w przemyśle metali nieżelaznych, ponieważ metale te mają wysoką temperaturę topnienia, żrące odpady chemiczne i szeroki zakres odrębnych właściwości, które wymagają cegieł o wszechstronności.
Przemysł petrochemiczny
Producenci wykorzystują cegły ogniotrwałe w instalacjach krakingu katalitycznego i piecach do etylenu, powszechnych w przemyśle petrochemicznym. Cegły ogniotrwałe charakteryzują się dużą odpornością na korozję i ścieranie oraz stabilnością chemiczną wymaganą do zapewnienia długowieczności pieców. Posiadają również izolację termiczną niezbędną do kontrolowania temperatury, optymalizacji wydajności procesu i zmniejszenia zużycia paliwa.
Przemysł energetyczny
Elektrownie wykorzystują cegły ogniotrwałe do wykładania kotłów, spalarni i innych urządzeń wysokotemperaturowych. Zapewnia to izolację tego sprzętu i chroni wrażliwe maszyny i konstrukcje przed wysokimi temperaturami.
Przemysł ceramiczny i cementowy
Zakłady ceramiczne i cementowe wykorzystują cegły ogniotrwałe do wyłożenia pieców do wypalania ceramiki, ceramiki, cegieł i bloków cementowych.
Odlewnie
Odlewnie wykorzystują cegły ogniotrwałe w piecach i tyglach służących do topienia i zalewania stopionych metali.
Właściwości fizyczne cegieł ogniotrwałych
Kształt – Cegły ogniotrwałe mają zwykle kształt kwadratowy lub prostokątny. Pozwala to na łatwe układanie w stosy, wyrównywanie i stabilność. Istnieją również specjalne kształty cegieł, takie jak okrągłe, łukowe lub klinowe, do określonych zastosowań. Rozmiar – cegły ogniotrwałe są dostępne w różnych, ale znormalizowanych rozmiarach, aby zapewnić łatwość montażu. Typowy wymiar cegły ogniotrwałej to 9 cali x 4,5 cala x 2,5 cala (dł. x szer. x wys.) lub 230 mm x 115 mm x 75 mm. Waga – waga cegieł ogniotrwałych różni się znacznie w zależności od dokładnego materiału użytego do budowy cegły. Zazwyczaj cegły izolacyjne są najlżejszymi cegłami ogniotrwałymi i ważą od 2,2 funta do 6,6 funta (1 kg do 3 kg) na cegłę. Cegły chromowane są ciężkie ze względu na gęsty skład. Wynoszą one od 4 kg do 8 kg (8,8–17,6 funta) na cegłę. Kolor – kolor cegieł ogniotrwałych różni się w zależności od materiału. Typowe kolory to jasnożółty, beżowy, jasnoszary, złamanej bieli i czarny. Tekstura powierzchni – Cegły ogniotrwałe są solidne i zwarte. Mogą mieć gładką, lekko szorstką lub teksturowaną powierzchnię, w zależności od metody produkcji lub rodzaju cegły. Wzór powierzchni – niektóre cegły ogniotrwałe mają na powierzchni wzory lub oznaczenia powstałe w wyniku procesu produkcyjnego. Oznaczenia te mogą pomóc w wyrównaniu w fazie instalacji. Wytrzymałość na ściskanie – Wytrzymałość na ściskanie cegieł ogniotrwałych różni się w zależności od materiału, z jakiego są wykonane. Ogólnie rzecz biorąc, cegły ogniotrwałe mają wytrzymałość na ściskanie w zakresie od kilkuset funtów na cal kwadratowy (psi) do kilku tysięcy (psi). Cegły izolacyjne mają najniższą wytrzymałość na ściskanie przy ciśnieniu od 300 psi do 2000 psi. Cegły chromowane mają najwyższą wytrzymałość na ściskanie od 10 000 psi do 30 000 psi. Absorpcja wilgoci – Inżynierowie projektują cegły ogniotrwałe tak, aby miały niską absorpcję wilgoci, aby zminimalizować jej negatywny wpływ na ich wydajność. Podobnie jak wszystkie właściwości fizyczne, absorpcja zależy od dokładnego materiału, z którego wykonana jest cegła ogniotrwała, ale wszystkie mają współczynnik absorpcji wilgoci pomiędzy 1% -6%. Cegły izolacyjne, ze względu na swój porowaty charakter, charakteryzują się najwyższym zakresem absorpcji, który wynosi od 2% do 6%.
Jeśli podoba Ci się nasza strona, udostępnij ją swoim znajomym & Facebook
