Wyroby szamotowe

Szamot w postaci wyrobów ceramicznych (płyt i kształtek) powstaje w wyniku zmielenia i spieczenia wypalonej gliny ogniotrwałej (Al2O3). Proces produkcji tego materiału ceramicznego polega na jego formowaniu, suszeniu i wypalaniu lub wygrzewaniu w wysokich temperaturach. Wprawdzie powszechnie wiadomo, że wyroby szamotowe cechują się dużą odpornością na szybkie zmiany temperatury, jednak mało kto wie, że już sam proces produkcji materiału ceramicznego determinuje rzeczywiste parametry fizyczne szamotu (o czym niżej), w tym wytrzymałość na pękanie.

Szamot jest materiałem wykorzystywanym do wyłożenia okładzin pieców przemysłowych, pieców kaflowych, a z przyczyn ekonomicznych – także kominków. Szamotowe wyroby ceramiczne kumulują bowiem ciepło wytwarzane w procesie spalania, wydzielając je jeszcze długo po jego zakończeniu. To właśnie właściwości akumulacyjne szamotu powodują, że moda na jego wykorzystanie w zabudowie kominkowej utrzymuje się nieprzerwanie od kilku lat.

Nadto, zastosowanie wyłożenia ceramicznego obniża koszty wytworzenia samego kominka, pozwalając na wykorzystanie przy tworzeniu konstrukcji kominka odlewów żeliwa o niższej jakości oraz pozwalając zmniejszyć grubość odlewu żeliwnego, tym samym zmniejszając koszty produkowanego wkładu.

Płyty ceramiczne z reguły produkuje się wymiarach: 1000x500x20/1000x500x25/1000x500x30 co z uwagi na możliwość ich obróbki (cięcie) ułatwia ich wykorzystanie w wyłożeniach pieców i zabudowie kominkowej.

Wyroby szamotowe w postaci płyt ceramicznych lub elementów formowanych (prefabrykatów) mogą być produkowane z wykorzystaniem technologii wypalania lub wygrzewania.

Wyroby wypalane w porównaniu do wyrobów wygrzewanych są bardziej podatne na zjawisko wichrowania zachodzące w trakcie obróbki termicznej, a także są bardziej podatne na wstrząs termiczny przez co zdarza się, że pękają.

W wyniku procesu wichrowania elementy prefabrykowane nie maja idealnie równoległych ścianek co utrudnia dopasowanie poszczególnych elementów np. w przypadku zastosowania łączenia „na własne pióro”, a po stronie producenta lub zduna wymaga dodatkowej obróbki. Jednocześnie w trakcie cięcia płyt ceramicznych pod wymiar wyroby szamotowe wypalane są podatne na mikropęknięcia, co rzutuje na ich zdolność akumulacji cieplnej i znajduje przełożenie w ich mniejszej wytrzymałości.

Wyroby szamotowe wypalane zawierają ok. 40 % Al2O3 (tlenku aluminium) przy gęstości 2,15 g/cm3, porowatości 22% i wytrzymałości na ściskanie 20/mm2. Ich przewodność cieplna wynosi: 400o – 1,2 W/Km 700o – 1,3 W/Km 1000o – 1,4 W/Km a współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej dla 1000oC wynosi 0,55 % co pozwala z wyprzedzeniem określić konieczne odległości pomiędzy poszczególnymi elementami.

Płyty szamotowe wytwarzane z zastosowaniem technologii wygrzewania (np. produkcji GÓRBETU) są odporne na zjawisko wichrowania co umożliwia precyzję wykonania z dokładnością do 1 mm, a przez to znacznie ułatwia łączenie elementów ceramicznych prefabrykowanych. Jednocześnie wyroby szamotowe wygrzewane uzyskują znacznie wyższe parametry od wyrobów szamotowych wypalanych. I tak zawierając ok. 40 % Al2O3 (tlenku aluminium) uzyskują 40/mm2 wytrzymałości na ściskanie przy gęstości 2,05 g/cm3. Współczynnik rozszerzalności liniowej cieplnej dla 1000 oC wynosi 0,5 %.

Podniesienie wytrzymałości prefabrykatów na działanie naprężeń termicznych umożliwia zastosowanie zbrojenia włóknami ogniotrwałymi metalowymi. Ten niewątpliwy atut wyrobów szamotowych wygrzewanych bywa wykorzystywany także marketingowo (tak ZMO GÓRBET w swoim sloganie reklamowym „... a płyty Górbetu nie pękają!” reklamował wygrzewane prefabrykaty szamotowe).

Ceramiczne płyty szamotowe przeznaczone do pracy w strefie ogniowej, jak również do zabudowy zewnętrznej są wytwarzane przy zastosowaniu technologii wibrowania w stalowych formach (tolerancja wymiarów + / - 1 mm) oraz obróbki termicznej poprzez wygrzewanie płyt do temperatury 600ºC w piecach. Technologia produkcji w połączeniu ze składem chemicznym gwarantują wieloletnie użytkowanie płyt bez ryzyka pęknięć spotykanych często w wyrobach szamotowych wytwarzanych inną technologią w wyniku gwałtownych zmian temperatur w kominkach. Polecane płyty mogą być opcjonalnie produkowane w dwóch wariantach:

W sprzedaży spotyka się kształtki szamotowe o różnych kolorach i fakturze. Jednak oprócz walorów czysto estetycznych ważnych na etapie podejmowania decyzji przez klienta, tak kolor jak i faktura kształtek szamotowych nie mają żadnego znaczenia w procesie ich stosowania, nie znajdując żadnego przełożenia na jakość szamotu, ponieważ w wyniku pracy z ogniem szamot bezpowrotnie traci kolor, a ewentualne ubytki (porowatość powierzchni) ujednolica osad powstały w procesie spalania materii organicznej.

Z uwagi na stosunkowo niską temperaturę pracy kominków prawidłowo wykonane płyty szamotowe nie powinny ulegać spękaniu w procesie spalania opału.

mgr inż. ceramik Krzysztof Wielanowski
Główny Technolog Górbet Refractories

web stats stat24
created by inwencja.net   SEO