Динас

д

ДИНАС, огнеупорный материал кислого характера, состоящий преимущественно из SiO2. Кроме высокой огнеупорности (1680—1750°), динас обладает значительными теплопроводностью и механической прочностью при высоких температурах. Лучшие сорта динаса не размягчаются при длительном нагревании до 1600—1650°. Удельный вес хорошего динаса составляет 2,34—2,35, средних сортов - 2,40; объемный вес 1,65—1,85; временное сопротивление на сжатие 150—300 кг/см2; пористость хороших английских и германских образцов 22,0—29,0%; коэффициент внутренней теплопроводности в интервале 200—1000° (по Ван-Ринзуму) изменяется от 0,48 до 1,24.

Микроскопическое исследование динаса показывает наличие в нем трех кристаллических разновидностей SiО2 - кварца, кристобаллита и тридимита - и небольшого количества аморфного стекла; иногда наблюдаются также кристаллы силиката извести (волластонит). Огнестойкость динаса определяется общим содержанием в нем SiО2 и количеством последнего, перешедшего при производственном обжиге в тридимит (тридимитизация). Высокосортный, или т. н. тридимитовый динас, содержащий сравнительно мало неизменившегося кварца, получается после длительного обжига при температуре около 1450°. При нагревании готовых изделий в течение 2 часов при 1350° д. б. лишь незначительное увеличение объема (линейное расширение 0,5—0,75%). Тридимитизация динаса сопровождается уменьшением удельного веса с 2,65 до 2,34 и увеличением объема до 14,0%. При тридимитизации динаса крупнокристаллическое сырье (кварц, песок, кристаллический кварцит) требует более тонкого измельчения его и более длительного обжига при высоких температурах, чем мелкокристаллическое, богатые аморфным цементом, т. н. кремнистые кварциты третичной эпохи.

По химическому составу и стойкости при высоких температурах различают три сорта динаса; их химический состав (в %) показан в следующей таблице:

По химическому составу и стойкости при высоких температурах различают три сорта динаса

Высший сорт А приготовляется из высокосортных кремнистых кварцитов с добавлением известкового молока; он особенно применим для горелок и сводов стеклоплавильных и металлургических печей. Сорт Б приготовляется из кварцитов с добавкой смешанной известково-глинистой связки или только огнеупорной глины и применяется в печах, работающих при менее высоких температурах, в особенности коксовальных и газовых (реторты). Аналогичный по химическому составу огнеупорный материал, но из особого вида сырья, изготовляется в Англии под названием ганистер. Сорт В, приготовляемый из кварца, кварцита или бывшего в употреблении динаса с добавкой 30—40 % пластической огнеупорной глины, частично может содержать и шамот. Этот сорт очень распространен за границей; на Урале под названием кварцево-глинистых кирпичей его применяют взамен более дорогого шамотного материала для футеровки мало ответственных частей обжигательных и плавильных печей.

Производство динаса. Главными операциями при производстве динаса являются: измельчение сырой породы, тщательное смешение с известковым молоком, формование сырца, его сушка и обжиг. Сырье подвергают дроблению на камнедробилке системы Блека или, при большой производительности, на конусодробилке до кусков в 5 см в поперечнике. После этого обычно производится промывка дробленой породы для отделения загрязняющих - глинистых или землистых - примесей. Дальнейшее измельчение обычно производится на бегунах. Содержание частиц размером ниже 0,5 мм доводится до 50—60%. Смешивание измельченного сырья с известковым молоком производят на тех же бегунах, но чаще, в особенности в новых установках, измельчение производят на тяжелых бегунах, а смешивание - на бегунах более легкой конструкции или в глиномятках. В настоящее время в целях рационализации производства процесс приготовления рабочей массы полностью механизируется: передача материала производится транспортерами, загрузка - особыми питающими и дозирующими устройствами. Известковое молоко добавляют к порошку в количестве 8—10% веса готовой шихты. Иногда в шихту вводят коллоидные вещества для увеличения пластичности рабочей массы, а, следовательно, и для придания большей механической прочности сырцу до и после сушки. Все большее значение приобретает введение в динасовую шихту неорганических соединений в качестве минерализаторов, т. е. ускорителей процесса тридимитизации. В качестве коллоидов вводят так называемый силиканит, мелассу, жидкое стекло и др. Минерализаторами могут служить сравнительно незначительные примеси вольфрамовой и молибденовой кислот и в особенности соединения фосфорной кислоты, например, фосфорит. Так как подобные примеси понижают огнеупорность готового динаса, то они должны применяться лишь в незначительных количествах.

Формование сырца (в виде кирпичей или фасонных изделий) происходит или вручную или механически. При ручном способе приготовления динаса шихта забрасывается, утряхивается и утрамбовывается в металлических пролетных формах. Нормальный кирпич формуется по три штуки одновременно в одной форме. Форму предварительно посыпают чистым кварцевым песком. Отформованный кирпич помещают на этажные вагонетки, направляющиеся в сушильные устройства. Крупные изделия формуются из менее влажной и более тонко измельченной шихты и хорошо утрамбовываются. Просушивание их должно производиться в возможно покойном месте: сотрясения, вызываемые работой машин и передвижением вагонеток, вредно отражаются на изделиях. Некоторые заводы применяют механическую подпрессовку сформованных вручную изделий после частичной их подсушки. При массовом производстве нормального кирпича или фасонных изделий применяется механическое формование, т. н. сухое прессование из маловлажных шихт. Для мелких фасонных изделий, применяют фрикционные, винтовые, рычажные и другие типы прессовых устройств. Новейшие кирпичные прессовые устройства с вращающимся круглым столом и 16 коробками дают до 1500 штук сырца в час при давлении 170—180 кг/см2 и при влажности массы в 7—8%. Т. к. во время обжига динасовые изделия «растут», то формы и прессовые коробки изготовляют несколько меньшего размера, уменьшая каждый размер на 3—3,5%.

Сушилки для динаса не представляют каких-либо специфических особенностей. Для массовой сушки одномерных изделий успешно применяют широко распространенные в настоящее время в керамическом деле камерные сушилки германских систем Дудерштадта и Келера и американских фирм Проктор и Шварц, Ричардсон и др. Более крупные изделия часто сушат над обжигательными печами, размещая в один, два, три ряда по высоте. Иногда устраивают специальные сушильные площадки, обогреваемые снизу дымовыми газами или газами из отдельных топок. В отличие от керамических изделий динасовые легко переносят сравнительно быструю сушку. Как правило, динас должен быть полностью высушен, прежде чем поступит в печь для обжига.

Обжиг динаса требует особого внимания. Установление наиболее благоприятного режима обжига и охлаждения динаса зависит от очень многих факторов. Из них важнейшими являются: свойство сырой кварцитовой породы и отношение ее к нагреванию (скорость тридимитизации), степень измельчения шихты, величина механического воздействия при формовании изделий, размер, форма и массивность подлежащих обжигу изделий. Крупные изделия вообще требуют более длительного и осторожного обжига и более медленного охлаждения. Необходимая осторожность увеличивается с применением в качестве сырья трудно тридимитизирующихся кварцитов, кварцевого песка и других. Обжиг динаса в небольших производствах происходит в печах периодического действия, прямоугольного или круглого сечения, с обратной тягой и полугазовыми топками. В крупных производствах нормального кирпича применяют многокамерные печи непрерывного действия, работающие на генераторном газе. В этом случае обжиг крупных фасонных изделий все же происходит в периодических печах, дающих возможность сравнительно легче изменять режим обжига и охлаждения, в зависимости от характера подлежащих термической обработке изделий. В настоящее время начинают применять для массового производства нормального динасового кирпича газовые тоннельные печи; этот тип печей весьма экономичен и удобен, однако устройство подходящих газовых горелок пока затруднительно; обычный же тип последних дает сосредоточенные факелообразные струи пламени, которые ударяют в отдельные изделия и группы их, а не омывают их плавно и равномерно, что особенно важно для динаса. Расход топлива при обжиге динаса сравнительно высок. Для печей периодического действия с обратной тягой он составляет около 35—50% веса готовой продукции; в газовых многокамерных печах он снижается до 18—20%, а в тоннельных печах до 15—16%.

Общее потребление динаса в СССР в 1926/27 г. составило около 100000 т, в том числе около 17000 т фасонных изделий и около 16700 т кварцево-глинистого кирпича.

Испытания стандартного динасового кирпича производятся в отношении правильности формы, целости углов и ребер, степени точности размеров, химического состава, чистоты звука, огнеупорности, временного сопротивления на сжатие и удельного веса.

Производство динаса в СССР в настоящее время сосредоточено пока на двух специальных заводах огнеупорных изделий - при ст. Красногоровке Екатерининской железной дороги и при ст. Деконской Донецких железных дорог; кроме того, строится новый завод при ст. Пантелеймоновне Донецких железных дорог, где ставится тоннельная печь системы Ленгерсдорфа.

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 6 - 1929 г.