Когда речь заходит об огнеупорном кирпиче ШБ42, многие сразу представляют себе универсальный материал для любых печей. Но на практике всё сложнее — этот кирпич хоть и считается шамотным ?классиком?, но его поведение в разных температурных режимах может преподносить сюрпризы. Вот, например, в прошлом году на одном из металлургических комбинатов пришлось демонтировать целую кладку из-за трещин в зоне температурных швов — а ведь использовали именно ШБ42. Позже разобрались, что проблема была не в самом материале, а в скорости нагрева.
Если копнуть глубже в состав, то ШБ42 — это не просто шамот с глиной. Его алюмосиликатная основа должна строго выдерживаться в пределах 42% глинозёма, но тут есть нюанс: некоторые производители экономят на чистоте сырья, и тогда кирпич начинает ?плыть? уже при 1350°C. Помню, как на заводе в Челябинске пришлось забраковать целую партию — лаборатория показала отклонение по огнеупорности на 20°C. Казалось бы, мелочь, но для ковшевых установок это критично.
Ещё один момент — пористость. В теории она должна быть около 20–22%, но на практике встречаются кирпичи с показателем до 25%. Это не всегда брак, иногда такое допускается для определённых агрегатов, но для мартеновских печей лучше брать материал с минимальной пористостью. Кстати, именно из-за нестабильной пористости мы как-то получили повышенный расход газа на одном из термических участков — пришлось перекладывать футеровку в срочном порядке.
Гранулометрический состав тоже играет роль. Если фракция шамота слишком мелкая, кирпич получается хрупким, если крупная — плохо спекается. Идеальный вариант, который я наблюдал у проверенных поставщиков — это смесь фракций 0.5–2 мм с добавкой пластификатора. Но тут каждый производитель держит свой рецепт, и иногда даже внутри одной партии бывают расхождения.
В доменных печах ШБ42 используют преимущественно для верхних зон — там, где температура не превышает 1300°C. А вот для нижних частей шахты уже нужны более стойкие материалы. Запомнился случай на комбинате в Липецке: когда попробовали выложить этим кирпичом весь кожух, через 3 месяца в нижней части появились глубокие эрозионные борозды. Пришлось срочно менять на более высокоглинозёмистые марки.
Для туннельных печей обжига керамики ШБ42 подходит хорошо, но только если соблюдать режим сушки. Как-то пришлось консультировать завод в Ростовской области — у них после ремонта футеровки стали появляться трещины. Оказалось, новый мастер решил сэкономить время и поднял температуру на 50°C/час вместо рекомендуемых 20–25°C/час. Шамот не успевал прогреваться равномерно.
В ковшах для разливки стали этот кирпич работает неплохо, но только для спокойных сталей. Когда имеем дело с легированными марками с высоким содержанием марганца, начинается активное шлаковое разрушение. Тут лучше комбинировать — например, рабочую зону выкладывать из более стойких материалов, а остальное — из ШБ42.
Самая частая ошибка — неправильный подбор раствора. Многие думают, что для шамотного кирпича подойдёт любой огнеупорный раствор, но это не так. Как-то на цементном заводе в Вольске использовали для ШБ42 раствор с высоким содержанием цемента — через полгода кладка начала рассыпаться по швам. Оказалось, у раствора и кирпича был разный коэффициент температурного расширения.
Ещё один момент — хранение. Шамотный кирпич боится влаги, и если его хранить под открытым небом, то даже качественный материал может потерять до 30% прочности. Видел такую ситуацию на складе в Казани — кирпич пролежал под снегом всю зиму, а потом его попытались использовать для футеровки нагревательной печи. Результат — мгновенное разрушение при первом же нагреве.
Нередко ошибаются с толщиной швов. Для ШБ42 оптимальный шов — 1.5–2 мм, но некоторые монтажники делают до 3–4 мм, особенно в труднодоступных местах. Потом удивляются, почему кладка не выдерживает термических циклов. Проверял как-то печь на алюминиевом заводе — в зоне свода швы были до 5 мм, что привело к локальному прогару.
При комбинированной футеровке с высокоглинозёмистыми материалами важно учитывать температурные зазоры. ШБ42 имеет меньший коэффициент расширения, чем, скажем, корундовые кирпичи, и если не сделать компенсационные швы, кладка будет работать на разрыв. На одном из заводов по производству абразивов как раз столкнулись с такой проблемой при модернизации печи.
Кстати, о абразивах — компания ООО Шимань Босэн Технолоджи Абразив (https://www.cn-boroncarbide.ru), которая специализируется на карбиде бора, тоже сталкивается с вопросами огнеупорной футеровки в своих производственных процессах. Их опыт показывает, что для оборудования, работающего с абразивными материалами, важна не только термостойкость, но и устойчивость к истиранию — здесь ШБ42 не всегда оптимален.
Интересно, что при контакте с карбидом бора марки ?Хуангэн? — известным продуктом ООО Шимань Босэн Технолоджи Абразив — шамотный кирпич ведёт себя достаточно стабильно, но только при умеренных температурах. При превышении 1400°C начинается слабое взаимодействие, которое может сократить срок службы футеровки. Это важно учитывать при проектировании печей для термической обработки абразивных материалов.
Сегодня многие пытаются заменить ШБ42 более дешёвыми альтернативами, но это не всегда оправдано. Как-то считали для сталеплавильного цеха — экономия на материале дала 15% выгоды на старте, но через полгода пришлось делать внеплановый ремонт, который съел все сбережения и ещё 20% сверху.
Срок службы качественного ШБ42 при правильной эксплуатации — до 5 лет в печах периодического действия. Но это в идеальных условиях. На практике часто получается 2–3 года, особенно если печь работает с перегрузками. Хотя видел исключения — на одном кирпичном заводе в Подмосковье футеровка из ШБ42 прослужила почти 7 лет благодаря грамотному тепловому режиму.
Себестоимость ремонта с использованием ШБ42 сегодня составляет примерно 30–40% от стоимости аналогичной футеровки из высокоглинозёмистых материалов. Но считать нужно не только цену кирпича, но и стоимость монтажа, и возможные простои оборудования. Иногда выгоднее сразу вложиться в более дорогой материал, если условия эксплуатации экстремальные.
