Magnezitové cihly: Vlastnosti, použití a rizika v průmyslu i domácnosti

Magnezitové cihly jsou jedním z klíčových žáruvzdorných materiálů, které se hojně využívají v průmyslu, zejména v elektrických pecích, ale nacházejí uplatnění i v domácnostech, například při stavbě krbů a kamen. Jejich specifické vlastnosti, jako je vysoká teplotní odolnost a akumulační schopnost, je činí nenahraditelnými pro mnoho aplikací. Nicméně, existují i určité nevýhody a rizika spojená s jejich použitím, která je důležité znát.

Použití magnezitových cihel v elektrických pecích

Elektrické pece, které primárně využívají ocelový odpad jako surovinu pro výrobu oceli, vyžadují žáruvzdorné materiály pro dno pece. Historicky se zde používaly asfaltodehtové magneziové nebo solankové výmazky. Solná hořčíková sůl však rychle eroduje, zatímco asfaltodehtová magnezie, ačkoliv má lepší trvanlivost, je obtížná na stavbu a znečišťuje životní prostředí.

Z tohoto důvodu se pro stavbu dna pece stále více používají magnezitové cihly a nízkokvalitní magnezio-uhlíkové cihly. V 90. letech se v některých zemích začal používat suchý pěchovací materiál dna pece, složený z magnezitových cihel. Tento materiál je jednoduchý a pohodlný na stavbu a nevyžaduje vypalování. Po dokončení stavby jej lze přímo použít pro výrobu oceli.

Materiál je tvořen suchým vibračním pěchovacím materiálem hořčíku a vápníku železa (magnezitové cihly). Díky obsahu feritu vápenatého s nízkou teplotou tání může rychle slinovat a vytvářet pevnost, když teplota stoupne nad 1200 °C. Pod hydraulickým tlakem roztavené oceli se může rychle slinovat a smršťovat, přičemž smrštění dosahuje 4 % až 5 % a objemová hustota se zvyšuje na více než 3,0 g/cm³. Spotřeba žáruvzdorných materiálů na tunu oceli se snižuje ze 4 až 8 kg asfaltových magnezitových cihel na méně než 2 kg. Některé suché spodní materiály moderních elektrických obloukových pecí spotřebují jen 0,3 kg na tunu oceli, což odpovídá především technologii výroby oceli.

Během používání je materiál spékán vrstvu po vrstvě, zahuštěn v blízkosti roztavené oceli a odolává erozi a odírání roztavené oceli. Pod slinutou vrstvou je přechodová vrstva a pod ní volná neslinutá vrstva. Tato sypká vrstva má nízkou hustotu a nízkou tepelnou vodivost, které hrají důležitou roli v izolaci elektrické obloukové pece.

Čtěte také: Podrobný rozbor hlavních postav z "Nebezpečí číhá všude"

Konstrukce a použití suchého materiálu dna pece jsou klíčovými faktory ovlivňujícími efekt použití. Spodní materiál by měl být vhodněji nazýván suchým vibračním litím, protože hustota zpevnění vibracemi materiálu je o více než 0,2 g/cm³ vyšší než u pěchování, a odolnost proti erozi se tak výrazně zlepší. Při stavbě by měl být suchý materiál vibrován, zejména u dna pece s stejnosměrným elektrickým obloukem, které není snadné opravit.

Struktura dna elektrické obloukové pece

Dno elektrické pece a sklon náspu společně tvoří tavnou nádrž. Žáruvzdorný materiál zde přímo snáší vysokoteplotní tepelné zatížení a erozi roztavené strusky. Dno pece se skládá ze tří hlavních vrstev:

1. Tepelně izolační vrstva: Tato spodní vrstva dna pece má za úkol snížit tepelné ztráty elektrické pece a zajistit snížení teplotního rozdílu mezi horní a spodní částí tavné lázně. Obvykle se v blízkosti pláště pece nejprve položí vrstva azbestové desky a poté se na ni položí diatomitový prášek.
2. Stálá vrstva: Nachází se nad vrstvou tepelné izolace a zajišťuje pevnost roztavené lázně a podepírá dno podložky. Obecně se používají cihly s asi 3 vrstvami střídavých spojů a pálené magnéziové cihly obsahující Mg0 95 % ~96 %, asfaltové kombinované magnéziové cihly, magnéziové dolomitové cihly atd.
3. Pracovní vrstva: Tato vrstva je nad trvalou vrstvou a je v přímém kontaktu s roztavenou ocelí. Je vystavena vysokému tepelnému zatížení, vážné chemické erozi, silnému mechanickému oděru a snadné korozi a poškození. Proto by měly být vybrány vysoce kvalitní žáruvzdorné materiály (magnezitové cihly). V současné době elektrické pece s ultra vysokým výkonem obecně používají směs magnézie bohaté na 2CaOFe20 a dolomitu hořečnatého bohatého na 2CaO·Fe2O (bez jakéhokoli pojiva).

Vlastnosti magnezitových cihel

Surovina pro výrobu hořčíkových cihel se opírá především o magnezit. Výrobním procesem je smíchání mrtvé pálené magnézie (částice pod 5 mm až jemný prášek) s vhodným množstvím odpadní kapaliny sulfitové buničiny nebo žíravé magnézie jako pojiva pod lisovací výlisek.

Komponenty hořčíkových cihel jsou hutní magnézie, odpadní kapalina sulfitové buničiny a žíravina magnézie.

Výhody magnezitových cihel:

• Vysoká teplotní odolnost
• Silná odolnost vůči alkalické struskové erozi
• Multiminerální složení, silná zásaditost, vysoká hustota
• Dobrá tepelná vodivost

Opatření a nevýhody:

• Vysoká tepelná vodivost, na druhém místě za uhlíkovou cihlou a cihlami z karbidu křemíku v žáruvzdorných výrobcích.
• Odolnost proti tepelným šokům je špatná, ale čistota hořčíkových cihel může tuto odolnost zlepšit.
• Schopnost odolávat kyselé strusce je velmi špatná. Při použití nemůže být přímo v kontaktu se silikonovou cihlou. Obecně by měla být oddělena neutrální cihlou.
• Odolnost proti hydrataci je špatná. Voda se snadno hydratuje a vytváří praskliny, což snižuje pevnost cihel.

Při opravách dna pece je nutné vyčistit strusku a ocelový odpad, jinak se ocelová struska pod opravným materiálem může při určitém použití roztavit a materiál dna pece vyplave pod nárazem ocelového bloku. Při řezání závitu může plovoucí spodní blok blokovat otvor pro závit a ovlivnit závitování. Během používání by mělo být dno pece kdykoli pozorováno.

Čtěte také: proč si dát pozor na polystyren na fasádě

Magnezitové cihly v akumulačních kamnech a krbech

Magnezitové cihly se často používají v akumulačních kamnech a krbech, kde je jejich schopnost akumulovat teplo velmi ceněná. Mnoho lidí má doma zbytky magnezitových cihel z akumulačních kamen a přemýšlí o jejich dalším využití.

Možnosti využití magnezitových cihel z akumulaček:

• Obložení kamen nebo horkých trubek.
• Opravy komínů, krbů, udíren, vypalovacích pecí, kovářských pecí.
• V kotlích jako druhá výmurovka nad původním roštem pro ochranu původní výmurovky a nahrazení litinové vložky hořáku.
• Lité velkoformátové desky ze směsi Liaporu (pálené hlíny) a magnezitu se používají jako zdící prvky pro sálavé, zděné krbové obestavby. Tyto desky jsou pevné, tvarově stálé a nerozbitné.

Některé dotazy se týkají možnosti nalepit magnezitové cihly za radiátory. Ačkoliv by to teoreticky mohlo nepatrně časově rozvrstvit vydávání tepla do místnosti, fyzicky by změna nebyla příliš patrná a nevedla by k úspoře. Navíc by musely být tepelně izolovány od zdi.

Srovnání s šamotovými cihlami

Šamot je tradičním akumulačním materiálem, který se po staletí používá pro stavbu krbů, pecí a krbových kamen. Je to žáruvzdorná hmota, která odolává vysokému žáru až 1 650 °C a má jedinečnou schopnost akumulovat a vydávat sálavé teplo.

Vlastnosti šamotu:

• Žáruvzdornost: Dlouhodobě odolává teplotám přesahujícím 1000 °C.
• Sálavé teplo: Po zahřátí vyzařuje přirozené sálavé teplo.
• Pevnost v tlaku: Více než 30 MPa.

Krbové vložky vyzděné šamotovými cihlami nebo deskami umožňují spalování dřeva při vyšších teplotách, což snižuje množství popela a zvyšuje účinnost a životnost kamen. Šamotové krby jsou efektivní a úsporné, s účinností kolem 90 %.

Čtěte také: Nebezpečolog: Expert na identifikaci a řízení rizik

K nevýhodám šamotových cihel patří vyšší pořizovací náklady a vyšší hmotnost krbů a kamen. Šamotové prvky se mohou po čase používání poškodit, a proto je potřeba praskliny a vady zapravit výmazovou hmotou, která je vhodná i pro vlepování šamotových prvků.

Zatímco šamot je vynikající pro akumulaci tepla a odolnost vůči vysokým teplotám, magnezitové cihly se vyznačují silnou odolností vůči alkalické struskové erozi, což je klíčové pro průmyslové aplikace v elektrických pecích. Nicméně, magnezitové cihly mají horší odolnost proti tepelným šokům a jsou náchylné k hydrataci.

Pro zajištění optimálního výkonu a životnosti je důležité vybrat správný žáruvzdorný materiál pro konkrétní aplikaci a dodržovat doporučené postupy při stavbě a údržbě.

Nabídka magnezitových cihel na trhu (příklady):

tags: #nebezpeci #magneziove #cihly

Oblíbené příspěvky:

• Rekonstrukce chalupy
• Záhadné Zmizení Fanoušků na Facebooku
• Betonová stěrka v architektuře školky
• Vlastnosti polystyrenu a neoprenu
• ideální řešení pro nenáročné střešní konstrukce