Введение
Огнеупорный кирпич, шамотный кирпич или огнеглиняный кирпич – это керамический блок, используемый для футеровки печей, муфельных печей, топочных камер и каминов. Огнеупорный кирпич предназначен прежде всего для выдерживания высоких температур, но обычно также обладает низкой теплопроводностью для повышения энергоэффективности. Плотные огнеупорные кирпичи обычно применяются в условиях экстремальных механических, химических или термических нагрузок, например, для внутренней облицовки дровяных печей или плавильных печей, подверженных абразивному износу от древесины, воздействию пепла или шлака и высоким температурам. В менее жестких условиях, таких как электрические или газовые печи, более пористые кирпичи, обычно называемые "печными кирпичами", являются предпочтительным выбором. Они менее прочны, но значительно легче, проще в формовке и обладают лучшими изоляционными свойствами, чем плотные кирпичи. В любом случае, огнеупорный кирпич не должен скалываться, а его прочность должна сохраняться при резких перепадах температуры.
A fire brick, firebrick, fireclay brick, or refractory brick is a block of ceramic material used in lining furnaces, kilns, fireboxes, and fireplaces. A refractory brick is built primarily to withstand high temperature, but will also usually have a low thermal conductivity for greater energy efficiency. Usually dense fire bricks are used in applications with extreme mechanical, chemical, or thermal stresses, such as the inside of a wood fired kiln or a furnace, which is subject to abrasion from wood, fluxing from ash or slag, and high temperatures. In other, less harsh situations, such as in an electric or natural gas fired kiln, more porous bricks, commonly known as "kiln bricks", are a better choice. They are weaker, but they are much lighter and easier to form and insulate far better than dense bricks. In any case, firebricks should not spall, and their strength should hold up well during rapid temperature changes.
Производство
При изготовлении огнеупорного кирпича огнеупорная глина обжигается в печи до частичного спекания. Для специальных целей кирпич может быть также глазурован. Существует два стандартных размера огнеупорного кирпича: и Также доступны "половинки" огнеупорного кирпича, которые вдвое тоньше и часто используются для футеровки дровяных печей и каминных вставок. Размеры "половинки" обычно составляют . Огнеупорный кирпич был впервые изобретен в 1822 году Уильямом Уэстоном Янгом в долине Ните, Уэльс.
Применение при высоких температурах
Огнеупорные кирпичи на основе диоксида кремния, футерующие сталеплавильные печи, используются при температурах до , при которых расплавились бы многие другие типы керамики, и на самом деле часть кирпича из диоксида кремния разжижается. Высокотемпературная многоразовая поверхностная изоляция (HRSI) – материал того же состава – использовалась в теплозащитных плитках космического шаттла. В процессах цветной металлургии применяют основные огнеупорные кирпичи, поскольку шлаки, используемые в этих процессах, легко растворяют "кислые" кирпичи на основе диоксида кремния. Наиболее распространенными основными огнеупорными кирпичами, используемыми при плавке концентратов цветных металлов, являются "хром-магнезитовые" или "магнезит-хромитовые" кирпичи (в зависимости от относительного содержания магнезитовой и хромитовой руд при их производстве).
Применение при низких температурах
Ряд других материалов находит применение в качестве огнеупорных кирпичей для менее высоких температур. Оксид магния часто используется для футеровки печей. Кирпич из диоксида кремния – наиболее распространенный тип кирпича, используемый для внутренней облицовки печей и мусоросжигательных установок. Поскольку внутренняя облицовка обычно является жертвенной, огнеупорные кирпичи с более высоким содержанием оксида алюминия могут применяться для увеличения срока службы между ремонтами. Очень часто трещины можно увидеть в этой жертвенной внутренней облицовке вскоре после начала эксплуатации. Они указывают на то, что изначально следовало предусмотреть больше расширительных швов, но теперь эти трещины сами становятся расширительными швами и не представляют опасности, если не нарушена структурная целостность. Карбид кремния, обладающий высокой износостойкостью, является популярным материалом для колосниковых решеток мусоросжигательных установок и крематориев. Обычный красный глиняный кирпич может использоваться для дымоходов и дровяных печей.