В участках промышленных печей, подвергающихся воздействию высоких температур, на поверхность огнеупорных материалов нередко наносят покрытия, основанные на муллитовых и оксидно‑алюминиевых частицах в качестве главных компонентов, с добавлением связующих веществ — таких как глина или жидкое стекло. Это позволяет предотвратить сплавление поверхности огнеупора с продуктами обжига внутри печи и защитить её от повреждений. Однако при нанесении таких огнеупорных покрытий водное стекло в качестве связующего может стекловиднеть, создавая разницу в коэффициентах теплового расширения между покрытием и основой огнеупора; это приводит к образованию трещин и отслаиванию покрытия, вследствие чего оно перестаёт эффективно выполнять свою функцию защиты основы и одновременно ухудшает теплоизоляционные свойства, снижает стойкость к термическому удару и сокращает срок службы огнеупора. В результате возникает необходимость частого технического обслуживания и ремонта, что неизбежно увеличивает затраты на огнеупорные материалы и выполнение работ. Чтобы преодолеть эти недостатки, был разработан огнеупорный защитный состав, обладающий стойкостью к отслаиванию, окислительной стойкостью и высокой устойчивостью к термическим ударам, способный надёжно защищать огнеупорные материалы.

　　1. Состав высокотемпературного защитного состава для печей обжига

　　(1) Огнестойкий защитный состав

　　Данный защитный состав изготавливается на основе керамических волокон размером 60–300 мкм и силикатного золя (содержание диоксида кремния 5–70%, средний размер частиц) в качестве основных компонентов, с добавлением оптимального количества органических связующих веществ.

　　(2) Керамическое волокно

　　Выбор керамического волокна определяется рабочей температурой: при температуре эксплуатации 800–1600 °C целесообразно использовать алюминиевое волокно, основным компонентом которого является оксид алюминия. При использовании волокно подвергают разрушению, обезжелезивают и просеивают, получая короткие волокна размером 60–300 меш; при размере менее 60 меш ухудшаются свойства стойкости к термическому удару, а при размере свыше 300 меш снижается адгезия. Доля керамического волокна составляет 30–50% по массе.

　　(3) Кремнегелевый раствор

　　Силикагель применяется в качестве неорганического связующего материала; содержание диоксида кремния в нём находится в пределах 5–70%, а оптимально — 10–15%. Если содержание диоксида кремния выходит за эти рамки, либо снижается адгезия и повышается склонность к отслаиванию, либо на поверхности покрытия происходит плавление и выделение диоксида кремния, что ослабляет его сцепление с обожжённым изделием. Кроме того, для повышения однородности размера частиц диоксида кремния и предотвращения снижения адгезии вследствие ослабления межчастичных связей необходимо поддерживать размер частиц в диапазоне 5–30 мкм. Доля силикагеля в составе составляет 50–65% по массе.

　　(4) Органический связующий материал

　　В качестве органического связующего применяют порошкообразные карбоксиметилцеллюлозу, поливиниловый спирт или глицерин в соответствующих соотношениях.

　　2. Способы применения и функции высокотемпературных защитных средств для промышленных печей

　　Способы нанесения покрытия: данный огнеупорный защитный состав может наноситься на поверхность огнеупорного материала методами распыления, кистевого нанесения или погружения. Толщина защитного слоя обычно составляет 0,1–2 мм. Однако при использовании в качестве основы огнеупорных материалов для футеровки стенок печи, с целью повышения теплоизоляционных свойств, толщина покрытия может быть увеличена до 2 мм и более. Рекомендуемая вязкость состава для нанесения на поверхность огнеупорного материала составляет 2,5–30 поэ.

　　3. Применение мази

　　Данный защитный покрытий надёжно сцепляется как с внутренней, так и с наружной поверхностью огнеупорного материала, образует силоксановые связи и обладает мелкозернистой, прочной структурой. В особенности при нанесении на поверхность и в объём карбидкремниевых огнеупоров в атмосферных печах он формирует защитный слой, состоящий из богатого оксидом алюминия и богатого оксидом кремния компонентов; это позволяет препятствовать коррозии, вызываемой кислородом и горючими газами, обеспечивая эффективную антиоксидантную защиту и предотвращая деградацию огнеупорного материала.

　　4. Применение на примерах

　　Смешивают 70 мас.ч. оксидалюминиевых керамических волокон с 150 мас.ч того же волокна в равных количествах, затем получают смесь, содержащую 38% керамических волокон и 61,8% неорганического связующего на основе силикатного золя; дополнительно добавляют 0,2% карбоксиметилцеллюлозы, чтобы довести вязкость до 10 Паскаль‑секунд, — таким образом готовят огнеупорную защитную краску. В диапазоне толщины покрытия от 0,7 до 7 мм, при изменении толщины на каждые 0,1 мм, при нанесении на материал толщиной 1 мм значение ударной стойкости оказывается в 14 раз выше, чем у необработанного огнеупорного материала. Однако толщина защитного слоя не должна быть чрезмерной: при слишком большой толщине, хотя значение ударной стойкости может несколько повыситься, вероятность отслаивания, напротив, возрастает.

　　Кроме того, огнеупорные плиты, покрытые тем же защитным слоем, помещают в обжиговую печь, нагревают до 300–900 °C, сразу извлекают и подвергают резкому охлаждению при комнатной температуре; при этом оценивают состояние трещинообразования. Результаты показали, что на поверхности огнеупорных плит трещин не образовалось. В условиях работы в высокотемпературной шахтной печи, а также после циклов резкого охлаждения и нагрева, предел прочности при изгибе при перепаде температур 900 °C при резком охлаждении оказался примерно на 15 % выше, чем у огнеупорных плит без защитного покрытия. Кроме того, огнеупорные плиты с защитным покрытием могут эксплуатироваться при температуре 1350 °C, а срок их службы вдвое превышает срок службы плит без защитного покрытия.

　　Как видно из вышесказанного, данная огнеупорная защитная краска, наносимая на поверхности огнеупорных изделий в печах, дымовых каналах и других условиях высоких температур, образует эффективный защитный слой, предотвращая повреждение основы огнеупорного материала, продлевая срок его службы, а также снижая частоту технического обслуживания и ремонта, что позволяет экономить на огнеупорных материалах и затратах на монтаж, обеспечивая значительный экономический эффект. Эта защитная краска применяется для различных огнеупорных материалов и деталей из жаропрочных металлов.