Szamot

Wyroby szamotowe

Wyroby szamotowe wytwarza się z gliny surowej i palonej ( zwanej również palonką szamotową lub wprost szamotem), o zawartości 32 do 45% AL₂O_3.

Glinę paloną można zastąpić również wypalonym łupkiem ogniotrwałym lub kaolinem.

Gliny surowe wykazują znaczna skurczliwość wysychania i wypalania, stąd w masach do formowania wyrobów szamotowych stosuje się jako materiały schudzające , tj. zmniejszające tę skurczliwość, wyżej wymienione surowce w postaci wypalonej.

Gliny, łupki czy kaoliny do produkcji wyrobów szamotowych do produkcji wyrobów szamotowych nie powinny zawierać więcej aniżeli 5 do 6% topników w postaci K₂O,Na₂O, CaO, MgO i Fe₂O₃.TiO₂ nie jest na ogół traktowany jako topnik. Wyroby szamotowe przeznaczone do pracy w atmosferze CO , nie powinny zawierać więcej aniżeli 1,5 % Fe₂O_3.

Wymienione topniki wytwarzają niskotopliwą fazą szklistą o temperaturze topnienia około 1000 ° C. Faza ta obniża zarówno ogniotrwałość zwykłą wyrobów szamotowych, jak również ich ogniotrwałość pod obciążeniem i pełzanie. Im mniej topników zawierają surowce, tym lepsze własności termomechaniczne w wysokich temperaturach wykazują produkowane z nich wyroby.

Gliny surowe wykazują mniejszą lub większą plastyczność, co jest ich charakterystyczną właściwością zawdzięczają je swojemu składowi mineralogicznemu, złożonemu głównie z kaolinitu (Al₂O₃ ˑ2SiO₂ˑ2 H₂O), haloizytu (Al₂O₃ˑ2SiO₂ˑH₂O) oraz ilitu (Al₂O₃ ˑ4SiO₂ˑn H₂O)

Minerały te po wypaleniu w 600, a następnie 900°C tracą wodę chemicznie związaną, tracąc praktycznie bezpowrotnie swą plastyczność.

Wyroby szamotowe wytwarzane są trzema sposobami. Pierwszy i najstarszy sposób polega na formowaniu wyrobów z mas plastycznych, złożonych w 35 % do 50% plastycznej gliny i 50 do 60 % uprzednio wypalonego składnika schudzającego. Wilgotność tych mas wynosi 12 do 16 % . Wyroby szamotowe z mas plastycznych posiadają znaczna liniowa skurczliwość wypalania, wynoszącą 6 do 8% , stąd ich tolerancje wymiarowe, tj. odstępstwa od zaprojektowanych wymiarów są dość znaczne. Jest to dość istotna wada. Metodą formowania z mas plastycznych wytwarza się dzisiaj na ogół tylko kształtki o bardzo skomplikowanych kształtach. Wypala się w temperaturach nie przekraczających 1350 °C .

Nowszym sposobem wytwarzania wyrobów szamotowych jest sposób formowania z mas sypkich tzw. półsuchych. Masy te zawierają 20 do 30 % plastycznej gliny. 70 do 80 % wypalonego składnika schudzającego, a ich wilgotność wynosi 6 do 8 %. Formowanie wyrobów odbywa się na prasach mechanicznych pod ciśnieniem jednostkowym 20 do 40 MPa. Są one również wypalane w wyższych temperaturach około 1380-1400 °C nie przekracza na ogół 3%, stąd wykazują one dość dobre tolerancje wymiarowe.

Trzeci sposób polega na stosowaniu również mas sypkich ale o znacznie mniejszym udziale gliny plastycznej i niższej wilgotności. Są to tzw. wyroby wieloszamotowe . Masa do ich wytwarzania składa się z 5 do 15 % gliny plastycznej, stosowanej w postaci wodnej zawiesiny, czyli tzw. gęstwy, oraz 85 do 95 % wypalonego składnika schudzającego. Wilgotność takiej masy wynosi 3 do 5%. Wyroby formuje się pod dużym ciśnieniem jednostkowym, na ogół wyższym od 40 MPa i wypala w temperaturach 1450 do 1480 °C.

Wyroby wieloszamotowe wykazują skurczliwość wypalania poniżej 1 % i bardzo dobre tolerancje wymiarowe. We wszystkich trzech opisanych przypadkach temperatury wypalania wyrobów szamotowych zależą przede wszystkim od zawartości Al₂O₃ i topników.

Im więcej Al₂O₃ i mniej topników, tym wyższa może być temperatura wypalania.