|
Корпус вращающейся печи изнутри
футеруют огнеупорными материалами, которые защищают его главным образом от
воздействий высоких температур. Наряду с этим футеровка выполняет роль
теплоизоляции, предотвращающей большую потерю тепла печи за счет излучения.
Условия службы огнеупорных материалов неодинаковы в
различных зонах печи. В зонах подсушки, подогрева, декарбонизации и
охлаждения на огнеупорные материалы воздействуют в основном температура и
истирание, в зонах экзотермических реакций и спекания существенную роль
играют высокая температура, вызывающая изменение строения огнеупорного
материала и его размягчение, химическое взаимодействие между компонентами
клинкера и огнеупорного материала, отрыв обмазки, вызывающий скалывание
кирпича.
Огнеупорные материалы, используемые для футеровки печей,
должны удовлетворять следующим требованиям: не расплавляться при рабочей
температуре; быть термически стойкими, т. е. выдерживать, не разрушаясь,
резкие систематические колебания температуры (нагревание и охлаждение); иметь
достаточную прочность при сжатии и способность сопротивляться истирающему
воздействию обжигаемой сырьевой смеси; не деформироваться при совместном
действии высокой температуры и нагрузок сжатия, растяжения и изгиба.
Огнеупорные материалы для клинкерообжигательных печей
изготовляют в виде штучных изделий: обыкновенного глиняного кирпича
(прямоугольного параллелепипеда) и клинового (торцового, ребрового) в
зависимости от участков кладки футеровки.
Для кладки огнеупорных материалов применяют растворы
различных составов. В высокотемпературных зонах также используют сухую кладку
на гладких или рифленых металлических пластинках, укладываемых между
кирпичами.
Для футеровок различных зон печных агрегатов в цементной
промышленности применяют различные огнеупорные изделия (ГОСТ 21436—75), так
как футеровки этих зон печи работают вне- одинаковых условиях. Зоны подсушки
и охлаждения, переходные участки печей и холодильника футеруют следующими огнеупорами:
муллитовым МЛЦ, муллито-кремнеземистым МКРЦ, шамотным уплотнительиым ШЦУ.
Для футеровки зоны навески цепей в печах мокрого способа производства также
применяют жаростойкие бетоны специальных составов и специально изготовленные
плиты. Зоны подогрева и декарбонизации футеруют кирпичом: шамотным обычным
ШЦО и шамотным легковесным ШЦЛ-1,3. Зоны экзотермических реакций и спекания
футеруют кирпичом, обладающим высокой огнеупорностью, повышенной химической
стойкостью и низкой теплопроводностью. Для футеровки этих зон используют
хромомагнезитовые огнеупоры ХМЦ, магнезито-хромитовые МХЦ и
периклазошпинелидные ПШЦ.
Магнезито-хромитовые и периклазошпинелидные огнеупорные
материалы повышают стойкость футеровки по сравнению с хромо- магнезитовой
более чем на 30%.
Футеровка печи — элемент, наиболее подверженный
неблагоприятным воздействиям при эксплуатации. Поэтому качеством футеровки,
стойкостью ее при работе в основном определяется коэффициент использования
календарного времени работы печи в целом.
Стойкость футеровки, характеризующаяся числом суток
рабочего времени (межфутеровочной кампании) наиболее разрушающегося участка —
зоны спекания, зависит от вида применяемых огнеупорных материалов, качества
футеровочных работ, диаметра печи и ритмичности ее работы, вида применяемого
топлива, механического состояния корпуса печи, условий для образования на
поверхности огнеупорных материалов устойчивой обмазки из обжигаемого
материала. Средняя стойкость футеровки печей составляет не более 250 суток.
При прочих равных условиях быстрее всего разрушается
футеровка в печах, работающих на угле и мазуте: примерно в 1,4—1,7 раза
повышается стойкость футеровки при использовании газа. Приведенные сроки
стойкости футеровки относятся, как отмечалось, к зоне обжига. В других менее
температурно-напряжен- ных зонах стойкость футеровки в среднем один-два года.
Увеличение стойкости футеровки достигается
технологическими и конструктивными приемами.
К технологическим приемам относится 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 тихий ход, уменьшает колебания температуры в футеровке и
деформации корпуса печи.
К конструктивным приемам относятся: использование для
футеровки высокоэффективных огнеупоров, например для зоны спекания—
магнезито-хромитовых и периклазошпинелидных; применение кладочных растворов
соответствующего качества, например для кладки магнезиальных огнеупоров
следует использовать магнезитовый раствор, затворенный жидким стеклом;
высокое качество кладки. При кладке кирпичи должны плотно прилегать к корпусу
печи, чтобы газы не проникали в зазоры, в противном случае футеровка быстро
разрушается из-за значительной деформации корпуса. Футеровка, выполненная на
растворе, более долговечна, чем выполненная на металлических пластинках.
К главному фактору, обеспечивающему продолжительность
сроков службы футеровки, относится образование клинкерной обмазки на
поверхности футеровки в зоне спекания. При температуре 1300—1450° С в зоне
спекания происходит частичное плавление сырьевой смеси. Расплав
взаимодействует с материалом футеровки, налипает на нее, образуя при этом
слой обмазки толщиной до 200 мм и более, защищающий футеровку от действия
раскаленного материала. При этом большое значение имеет не толщина, а
устойчивость обмазки против разрушений.
Условия образования обмазки зависят от химического состава
сырья, содержания в нем плавней и интенсивности охлаждения корпуса печи. При
высоком содержании плавней (низкий силикатный модуль) обмазка образуется
легко. Трудноспекающиеся сырь
евые материалы (с низким содержанием плавней и высоким
силикатным модулем) образуют обмазку с трудом. В этом случае, чтобы улучшить
условия образования обмазки, в сырьевую смесь вводят минерализаторы,
понижающие температуру ее плавления,— фтористый кальций, кремнефтористые 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).
|
