|
Внутреннюю часть барабана футеруют
(облицовывают) огнеупорными материалами. Футеровка барабана находится в очень
тяжелых эксплуатационных условиях: внутренняя поверхность ее подвергается
воздействию высокой температуры (до 1400—1500°С), а поверхность, прилегающая
к корпусу барабана, резко охлаждается и имеет температуру до 300°'С. Перепад
температур вызывает внутренние температурные напряжения в материале
футеровки. По внутренней поверхности футеровки непрерывно перемещается материал
и истирает ее. При температуре свыше 1300° С обжигаемый материал частично
расплавляется. Образующийся при этом жидкий расплав также отрицательно
воздействует на футеровку.
В результате вращения печи поверхность футеровки за каждый
оборот барабана периодически подвергается действию раскаленных газов и
материала. При этом также возникают температурные напряжения, и чем медленнее
вращается печь, тем значительнее будут эти напряжения. По этим причинам
особенно отрицательно сказывается на сохранности футеровки перевод печи на
«тихий ход», вызываемый нарушением технологического процесса.
И, наконец, деформации корпуса печи также влекут за собой
напряжения в футеровке и ее разрушение.
Таким образом, футеровка барабана является элементом печи,
наиболее подверженным агрессивному воздействию рабочей среды. Поэтому
качеством футеровки, сохранностью ее при работе определяется в основном
коэффициент использования годового рабочего времени печи в целом.
Стойкость футеровки характеризуется числом суток рабочего
времени (межфутеровочной кампании) в наиболее разрушающемся участке барабана
— зоне спекания. Она зависит от вида применяемых огнеупорных материалов,
качества футеровочных работ, производительное^ печи и вида применяемого
топлива.
Средняя стойкость наиболее распространенной хромомагне-
зитовой футеровки по цементной промышленности в целом составляет примерно 150
суток, снижаясь при весьма плохом выполнении футеровки и эксплуатации печи до
10—15 суток и повышаясь при соблюдении всех установленных правил до 500 суток.
Магнезитохромитовые и периклазошпинелидные огнеупорные
материалы повышают стойкость футеровки по сравнению с хро- момагнезитовой .в
1,5—2 раза.
При прочих равных условиях быстрее всего разрушается
футеровка в печах с отоплением углем и мазутом; примерно в 1,5—2 раза
повышается стойкость футеровки при использовании газа.
Приведенные сроки стойкости футеровки относятся, как
отмечалось, к зоне обжига. В "других менее температурно напряженных
зонах средняя сохранность футеровки достигает 1— 2 года.
Увеличение срока службы футеровки достигается
технологическими и конструктивными факторами.
К первым относятся: строгое соблюдение технологического
режима обжига клинкера — равномерное питание печи сырьем и топливом,
постоянство химического состава, тонкости помола и влажности сырья,
постоянство калорийности, влажности и тонкости помола твердого топлива. Это
обеспечивает стабильность теплового режима печи, исключает необходимость
перевода ее на замедленную скорость вращения, уменьшает колебания температуры
в футеровке и деформации корпуса печи, наиболее разрушающе действующие на
футеровку. Разогрев печи после ремонта следует производить постепенно, а
охлаждать при вынужденных остановках— медленно.
К конструктивным факторам следует отнести:
применение для футеровки высокоэффективных огнеупоров, в
частности для зоны спекания — магнезитохромитовых и перик- лазошпинелидных;
применение кладочных растворов соответствующего качества;
например, для кладки магнезиальных огнеупоров наиболее подходящим является
магнезитовый раствор, затворенный жидким стеклом;
высокое качество кладки; она должна иметь форму круга
(отклонения допускаются не более ±10 мм для печей диаметром 3,6 м). Кирпичи должны плотно прилегать к корпусу печи, чтобы предупреждать проникание газов
в зазоры, при котором футеровка быстро разрушается из-за значительной
деформации корпуса.
Кладку выполняют на растворе или всухую. При сухой кладке
между кирпичами помещают гладкие или рифленые металлические пластинки. При
температуре обжига металл частично плавится и скрепляет кирпичи. Однако опыт
показал, что футеровка, выполненная на растворе, более долговечна, чем на
металлических пластинках.
Плотное прилегание футеровки к корпусу печи достигается
применением клинчатых кирпичей различной формы и размеров.
К конструктивным приемам следует также отнести образование
клинкерной обмазки на поверхности футеровки в зоне спекания. При температуре
1300—1450°С в этой зоне происходит, как отмечалось, частичное плавление
сырьевой смеси, в основном алюминатных соединений (плавней). Они
взаимодействуют с материалом футеровки, налипают на нее, образуя при этом
слой обмазки толщиной до 200 мм и более, хорошо защищающий футеровку от
действия раскаленной среды.
Условия образования обмазки зависят от химического состава
сырья, содержания плавней и интенсивности охлаждения корпуса печи. При
высоком содержании плавней (низкий силикатный модуль) обмазка образуется
легко. Трудноспекаю- щиеся сырьевые материалы (с низким содержанием плавней и
высоким силикатным модулем) образуют обмазку с трудом. В этом случае для
улучшения условий образования обмазки в сырьевую смесь вводят минерализаторы,
понижающие температуру ее плавления — фтористый кальций, кремнефторшстые соли
кальция, магния, натрия.
С увеличением интенсивности охлаждения корпуса печи
условия образования обмазки и качество ее улучшаются. С этой целью применяют
искусственное охлаждение корпуса печи — воздушное (обдувку) или водяное
(орошение). Наиболее эффективно водяное охлаждение, повышающее примерно в
Образа продолжительность службы футеровки.
Огнеупорные материалы, применяемые для футеровки клин-
керообжигательных печей, должны удовлетворять следующим общим требованиям:
они не должны расплавляться при рабочей температуре;
должны быть термически стойкими, т. е. должны выдерживать, не разрушаясь,
резкие систематические колебания температуры (нагревание и охлаждение);
химически стойкими — не должны разрушаться под действием расплава обжигаемого
материала. Огнеупорные материалы должны иметь достаточную прочность при
сжатии и способность сопротивляться истирающему воздействию обжигаемой
сырьевой смеси. Кроме того, они должны обладать способностью .не
деформироваться при совместном действии высокой температуры и нагрузки
сжатия, растяжения и изгиба-
Методы определения указанных свойств огнеупоров приведены
в соответствующих ГОСТах. В 16 даны основные виды огнеупоров, применяемых в
цементной промышленности, их показатели и назначение.
Огнеупорные материалы для клинкерообжигательных печей
изготовляют в виде штучных изделий: нормального кирпича — прямоугольного
параллелепипеда, и клинового (торцового, ребрового), в зависимости от
участков кладки футеровки.
Для кладки огнеупоров применяют растворы следующих
составов.
Растворы для кладки шамотных огнеупоров: цемент марки не
ниже 400, затворенный 30—(40% воды; шамотно-цементный раствор: 1 об. ч.
цемента и 1—2 об. ч. шамота с зернами мельче 0,5 мм, затворенные 30—40% воды от веса сухой смеси;
шамотно-глиняный раствор на жидком стекле: 2—3 об. ч.
огнеупорной глины и 8—19 об. ч. молотого шамота, затворенные 35—'40% жидкого
стекла (плотность 1,13—1,35) от веса сухой смеси;
шамотно-глиняный раствор на воде: 2—3 об. ч. огнеупорной
глины, 8—'9 об. ч. молотого шамота —10% портландцемента от веса глины и
шамота, затворенные 30—>40% воды по весу всей смеси.
Растворы для кладки магнезиальных огнеупоров:
магнезиальный порошок МГЩ, затворенный жидким стеклом плотностью 1,35—1,38
(15—20% по весу);
молотый магнезиальный порошок МПК — 5 об. ч. и молотые
чугунные опилки — ,1 об. ч., затворенные жидким стеклом (25— 30% по весу)
плотностью 1,35—1,38;
молотый порошок каустического магнезита — 4 об. ч.,
колчеданные огарки 1 об. ч. и молотые чугунные опилки 2 об. ч.,
затворенные жидким стеклом плотностью 1,35—Я ,38 (40% пс
весу);
молотый хромомагнезитовый порошок (бой изделий) — '2 об.
ч. и молотые чугунные опилки—1 об. ч., затворенные .жидким стеклом плотностью
1,35—1,38 (15—35% по весу);
молотый хромомагнезитовый порошок (бой изделий) — .5 об.
ч. и колчеданные огарки—1 об. ч., затворенные жидким стеклом плотностью
1,35—1,38 (30^40% по весу).
В настоящее время дорогостоящую футеровку из огнеупорных
изделий начинают заменять более дешевыми жаростойкими бетонами. Их
приготовляют на глиноземистом цементе или портландцементе, а также на жидком
стекле с добавкой кремнефто- ристого натрия. Бетоны на глиноземистом цементе
обладают более высокой огнеупорностью.
В цементные бетоны вводят тонкомолотую добавку (шамот,
хромит, магнезит, доменный гранулированный шлак); в качестве заполнителей для
бетона применяют дробленый хромит, шамот, базальт, диабаз, отвальный доменный
шлак, магнезит и другие дробленые огнеупорные материалы.
Жаростойкие бетоны пока применяют только для футеровки
неподвижных частей печи, а также холодной зоны.
Перед пуском печи после устройства или ремонта футеровки печь
тщательно просушивают сухим воздухом или газом, специально получаемым в
приставных тепловых аппаратах или отбираемы^ от действующих установок.
|