Vatrostalni ozid
Vatrostalni ozidse sastoji odvatrostalnih opeka,vatrostalnogmortaivatrostalnemase za nabijanje, a koristi se za dijelovepeći(npr.visoka peć), peći zasušenje,spalionica smeća,nuklearnih reaktora,lijevačkihlonaca i drugo, koji su izloženi djelovanju vrlo visokihtemperatura,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 su prirodni ili umjetninekovinskigrađevinski materijali(uobičajenokeramički materijali) čije jetalištenajmanje 1580 °C, a da se pri tome ne deformira. Zakakvoćuvatrostalnog materijala još su odlučujući temperatura pri kojoj se materijali podtlakomomekšavaju, propusnost zaplinove,otpornost prema temperaturnim promjenama i prema kemijskim utjecajima. Vatrostalni keramički materijali se uglavnom dijele na:
- kisele(glavni sastojak jekremen),
- bazične(glavni sastojak jedolomitilimagnezit),
- neutralne (glavni sastojak jeglina,kaolin, glinica,kromitiliugljens visokim postotkomugljika).[1]
Vatrostalna opekaili šamotna opeka proizvodi se od manjeg dijelavatrostalne glinei većeg dijela mljevenog praha već prije pečene vatrostalne opeke. Vatrostalna opeka može izdržati temperaturu od 1580 °C, pa se upotrebljava uglavnom za oblogeložištai donjih dijelovadimnjaka.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 djelujusumpornailisolna kiselinai lužine (baze).
Šamot se najviše upotrebljava utehnici,budući da se dobija iz lako dostupnihmineralnihnalazišta i da se odlikuje slabo kiselim ili slabo bazičnim svojstvima. Kemijski sastav šamotnih opeka je 50-60%SiO2,do 23-34%Al2O3i 6-27% ostalih sastojaka koji imaju manje ili višeFe2O3,CaO, MgO, K2O, Na2O iTiO2.Izrađuju se od manje ili više čistog kaolina (Al2O3x 2 SiO2x 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 (Al2O3x 2 SiO2x 2 H2O) je u čistom stanju bijela glina i koristi se pri izradiporculana,vatrostalnih opeka,papira,gume,pigmenata za bojei izolacionih materijala. Kaolin se u čistom stanju topi na 1760 ºC. Vatrostalni materijal (3 Al2O3x 2 SiO2) dobija se dugotrajnim zagrijavanjem uelektrolučnoj peći,u kojoj se topekvarcnipijesak (SiO2) iboksit.Dobijeni materijal koristi se za oblaganje peći koji topemetal,za oblaganje kalupa zaduboko vučenje(ekstrudiranje) i za izolatoresvjećicabenzinskih motora.
Silikatneopeke 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 materijalkiseleprirode. Na radnim temperaturama nižim od 540 ºC silikatne opeke se troše ili mrve, te se i ne primenjuju ispod ove temperature.
Dolomitje naziv i zaminerali zasedimentnu stijenu,a oboje su izgrađeni od kalcij-magnezijeva karbonata (CaCO3x 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 sasmolomi najzadprešau [opeka[|opeke]]. Dolomitne opeke su namenjene za podzidjivanjeSiemens-Martinovih pećielektrolučnih pećiza proizvodnjučelika.
Magnezitneopeke su u kemijskom pogledubaznimaterijal. Služe za oblaganjeLinz-Donawitz konverteraiBesemerovih konvertera.Kao vezivno sredstvo izmeđuopeka(mort) koriste se tankičeličnilimovi kojioksidirajuna povišenim temperaturama.Željezov oksidhematit(Fe2O3) kemijski reagira s oksidommagnezijai tako učvršćuje opeke.
Kromne cigle su vatrostalni materijali koji sadrže oko 50%kromovihoksida,s promenljivim sadržajem oksidaaluminija,magnezija,silicijai željezovih oksida. Koriste se kao kemijski neutralne opeke. Kombinacije kromovih i magnezijevih oksida daju opeke pogodne za visoke temperature i otporne na trošenje (habanje).
Silicijev karbidili karborund je kovalentnikarbid,koji je zbog različitih nečistoća obojen zeleno, žuto, plavo ili crno, ovisno o vrsti nečistoća. Dobiva se reakcijomkremenogpijeska (SiO2) ikoksauelektrolučnim pećimapri temperaturama 1900-2000 °C. Odlikuje se velikomtvrdoćom(gotovo kaodijamant), koristi se za izradu bruseva i materijala zabrušenje,poliranjei čišćenje površina čvrstih materijala. Vatrostalan je materijal, veliketoplinske vodljivostii 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 izrađujusapniceraketa,lopaticeturbina,električna grijača tijela za rad pri visokim temperaturama (1100 – 1500 °C).
Šupljikave vatrostalne opeke ili toplinsko – izolacione šupljikave vatrostalne opeke koriste se zapećikod kojih se traži održavanje stalne temperature. To su lake i porozne opeke dobijene posipanjem miješane gline sugljenomprašinom. U toku pečenja opeke, dodate česticeugljikaizgaraju i ostajuplinskimjehurići. Na taj način dobijaju se porozne opeke lakše za trećinu od punih, ali s približno toliko boljomtoplinskom izolacijom.Uglavnom se šupljikave opeke upotrebljavaju za peći srednjih temperatura namijenjenih zalemljenjeitoplinsku obradu.Koriste se i za vanjski ozid visokih peći, da bi se smanjili toplotni gubici kroz njihove zidove.[2]
| Naziv | Sastav (%) | Talište(° C) | Otpornost prematlaku(° C) | Uporaba |
| silika I | > 94,5SiO2 ˂ 2Al2O3 ˂ 3.5 CaO |
1720 | 1630 | teško opterećeni dijelovi pri visokim temperaturama, ali velika osjetljivost prema bazičnojtroski |
| silika II | >92 SiO2 | 1670 | 1560 | teško opterećeni dijelovi pri visokim temperaturama, ali velika osjetljivost prema bazičnojtroski |
| kremeni šamot (polukiseli) |
≈ 90 SiO2 + Al2O3 + CaO +Fe2O3 |
1650 | 1470 | srednje opterećeni dijelovi |
| šamot (bazični) |
> 55 - 60 SiO2 ˂ 36 - 41Al2O3 0.2 - 0.6 CaO 0.08 - 0.2Fe2O3 |
> 1580 | 1300 | manje opterećeni dijelovi (npr. dimni kanali) |
| silimanit | 55 - 60 Al2O3 ostalo SiO2 |
≈ 1875 | 1620 | otporan prematroskii temperaturnim promjenama |
| magnezit | 85 - 88 MgO 4 - 6 SiO2 1 - 2 CaO 1 - 2 Al2O3 4 - 5Fe2O3 |
> 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 SiO29 - 20 Al2O3 +Fe2O3 |
> 2000 | 1700 | neosjetljiv prema temperaturnim promjenama; iznad 1600 °C raspada se zbog oksidirajućih plinova |
| ugljen | 85-90C | > 2000 | 1750 | za lonce, peći, elektrode |