Футеровка печи это: что это такое и как сделать своими руками?

alexxlab | 13.05.2023 | 0 | Разное

Футеровка печи

Футеровка печи — это специальные отделочные работы, необходимые для сохранения поверхностей от термических, механических и химических повреждений. Она повышает огнестойкость материалов и является совершенно незаменимой в тех сферах, где эксплуатируются промышленные и бытовые печи. От того, насколько качественно будет выполнена футеровка, зависит срок службы топки, обеспечение защиты от разрушений и ситуаций, угрожающих жизни людей.

ООО «ЭКОСИСТЕМА» выполняет футеровку печей любой сложности. В своей работе мы используем высококачественные огнеупорные материалы и технологии строительства. Доверив эту работу нам, вы получите доступные цены, качественный проект и профессиональное выполнение работ, подтвержденное выдачей гарантии.

Для чего необходима футеровка печи?

Создание изолирующего слоя из термостойких материалов — это важный этап работ, который способствует:

• созданию надежной защиты от воздействия экстремальных температур и агрессивной среды, создаваемых в процессе горения;
• предотвращению чрезмерных потерь тепла и повышению энергоэффективности печных сооружений;
• продлению срока службы печи, улучшению ее эксплуатационных характеристик и сокращению энергопотреблению на 30%;
• минимизации рисков, связанных с возникновением аварийных ситуаций и отравлениями угарным газом.

Без футеровки не обойтись, если основное предназначение печи — непрерывное поддержание высоких температур для удовлетворения производственных нужд, обогрева помещения и приготовления пищи.

Какие материалы используются для футеровки?

Все материалы, которые применяются при кладке и футеровке тепловых агрегатов отвечают спецификациям, отраженным в проекте, техническим условиям и государственным стандартам. Это подтверждается соответствующими сертификатами, техпаспортами и другой документацией, свидетельствующей о качестве изделий.

При выполнении футеровки используются пористые огнеупорные материалы, которые способны выдерживать t до 1770-2000°С. Это преимущественно алюмосиликатные или шамотные огнеупоры, изготовленные посредством обжига шамота и огнеупорной глины. Они подходят для облицовки дымоходов, топок паровых котлов и футеровки различных типов печей в местах, которые больше всего контактируют с расплавленным шлаком, металлом и стеклом.

За счет малой теплопроводности, высокой огнеупорности и повышенных прочностных характеристик эти материалы могут успешно применяться для футеровки промышленных печей различного назначения.

Выполнение футеровки с помощью шамотного кирпича и растворов позволяет снизить продолжительность разогрева и исключить холостой ход печи. Также значительно сокращается удельный расход топлива на осуществление тепловых процессов и уменьшается толщина внешних ограждающих стен вплоть до 70%.

В качестве футеровочных материалов могут также использоваться муллитовые огнеупоры, каолиновая бумага (картон, вата), специальные клеи, мастики и обмазки.

Применение растворов целесообразно для защиты печей, изготовленных из огнеупорной глины. К использованию шамотного кирпича прибегают в случае с кирпичной или металлической топкой. Эти материалы достаточно широко сегодня представлены на рынке, являются надежными, доступными по цене, а потому используются повсеместно.

Как выполняется футеровка?

Защита внутренних стенок печных сооружений должна осуществляться с учетом способности материалов расширяться при продолжительном тепловом воздействии. Именно поэтому при кладке шамотного кирпича размером 250×150×65 мм всегда оставляется зазор до 10 мм.

Возможна укладка в несколько слоев для промышленных печей.

Для бытовых печей при выполнении футеровки учитывается:

• толщина наружной облицовки и корпуса печи;
• назначение теплового агрегата и температура, поддерживаемая внутри топки.

В качестве крепежных элементов используются металлические штыри, которые монтируются в пропиленные канавки в стенках материалов. Фактически речь идет об армировании, которое производится в целях укрепления конструкции и повышения надежности кладки.

Футеровку начинают с укладки шамотного кирпича на дно топки, после чего переходят к боковым стенкам и верхней части печи. При заделке стыковочных швов используют смеси с содержанием шамотных волокон для выравнивания расширительных свойств.

Завершительный этап — протапливание печи после полного затвердевания раствора.

Все работы выполняются на основании проекта и расчетов, подготовленных специалистами нашей компании.

Почему стоит заказать футеровку печи в нашей компании?

Сотрудничать с нами выгодно, потому что:

• мы предлагаем выполнение всего комплекса работ, который предполагает футеровка, — от проектирования и расчета необходимых материалов до выполнения строительных работ;
• с нами работают профессионалы, которые по-настоящему знают толк в печах, прошли специальное обучение и возвели не одно печное сооружение;
• мы используем только проверенные материалы, которые создадут надежную защиту вашим тепловым агрегатам;
• у нас всегда выгодные цены, а высокое качество работ позволяет надолго отсрочить ремонт вашей печи, избежать финансовых потерь и простоев в бизнес-процессах;
• мы предоставляем долгосрочную гарантию на каждую выполненную работу.

Позвоните нам по номеру 8 (863) 226-50-49 либо воспользуйтесь специальной формой для отправки заявок, и мы обязательно проконсультируем вас по имеющимся вопросам. Заказывайте услугу по футеровке печей в ООО «ЭКОСИСТЕМА» и вы сможете быть уверенными в безопасности эксплуатации печных сооружений и их производительности.

Что такое футеровка печи и как она делается

Строительство кирпичной печи для дома или бани — дело, требующее определенных знаний в особенностях кладки разных частей конструкции. Процесс начинается с изучения последовательности порядовки, а заканчивается установкой дымохода. Особого внимания требует выкладка топки печи и ее непосредственная защита. Для начала разберемся, что это такое — футеровка, и возможно ли возвести ее самостоятельно.

Футеровка: что это и зачем

При сгорании топлива, внутренние стенки печи подвергаются высоким температурам. Если не сделать дополнительную защиту, керамический или печной кирпич разрушится в первый же год эксплуатации. Футеровка печи придумана как раз для того, чтобы продлить срок службы всей конструкции и увеличить теплообмен. Внутри топливной камеры выкладывается еще один ряд, в качестве материала используют шамотный кирпич или огнеупорные панели. Шамотная облицовка выдерживает температуру до 1300˚С, не подвержена разрушению от щелочи, извести или других химических элементов. Кроме того, защитный материал хорошо сохраняет тепло, тем самым повышая КПД печки.

Способы футеровки и их особенности

Узнав, что такое футеровка, необходимо разобраться, какими способами можно создать защитный слой печи. Внутренние футеровочные работы подразделяются на три типа:

• Накладной. Огнеупорная футеровка выкладывается шамотным кирпичом непосредственно при строительстве самой топливной камеры. Производственные печи с повышенной нагрузкой оснащаются огнеупорными панелями.
• Набивной. На внутреннюю сторону кладки наносится раствор из глины или обрабатывается мастикой из жаростойкого материала.
  Тщательно замазываются стыки, чтобы уменьшить теплопотери.
• Торкретированный . Из профессионального аппарата под большим давлением подается бетонный раствор. Такой способ применяется для футерования труб дымохода и больших производственных печей.

Внешние футеровочные работы представляют собой отделку котла защитной смесью, которая сохраняет тепло и в случае аварии не даст пару поступать в помещение.

Материалы для футеровки

Футеровочные материалы для усиления печной конструкции делятся на классы качества:

• А класс — в состав материалов входит кремнезем, выдерживающий температуру до 1730˚С и обладающий повышенной прочностью. Цена товара высокая, поэтому использовать премиальный материал для бани или дома будет невыгодно.
• Б класс — материалы состоят из глины с небольшой долей посторонних примесей, идеально подходят для защиты банных печей (шамотный кирпич). Находясь в среднем ценовом сегменте, материал показывает высокие защитные свойства. Максимальная температура использования — 1670˚С.
• В класс — низкокачественные материалы, состоящие из нескольких компонентов. Температурный предел — 1590˚С.

В футеровке металлических и кирпичных печей есть свои особенности. Начиная футеровочные работы с металлической топкой, следует помнить, что металл при нагреве расширяется. Следовательно, защитная кладка делается на небольшом расстоянии от внутренних стенок печи, а в образовавшуюся пустоту укладывается стекловата — так расширяющийся металл не повредит кирпич, а вата увеличит теплообмен.

Выкладку внутренней футеровки в кирпичной печи также возводят на расстоянии от основания топки. Все дело в глине — при воздействии высоких температур она расширяется и повреждает кирпич, если кладка произведена вплотную.

Футеровка печи своими руками

Из шамотного кирпича:

• Работая с кирпичной или металлической печью, следует делать небольшой отступ от внутренних топочных стенок, чтобы предотвратить преждевременное разрушение защитной кладки.
• Все швы тщательно замазываются раствором, а между футеровкой и стенкой печки укладывается строительная вата.
• Кирпичи кладутся ложковой частью, чтобы обеспечить правильную толщину футеровки. Если защитный ряд будет толще, КПД снизится, так как стенки печи не смогут достаточно прогреваться.

Из каолиновых пластин:

• Рассчитывается количество пластин, требуемых для укладки. Толщина одного листа — 7 мм, поэтому перед расчетом учитывается расширение металла или глины в процессе эксплуатации.
• Пластины закрепляются металлическими болтами, отверстия для креплений делаются заранее.
• Покрывать топливную камеру пластинами нужно строго снизу вверх: дно, боковые стенки, потолок.

Обмазка внешней стороны печи:

• Замешать раствор из сухой шамотной смеси и разбавить водой до состояния тягучести, по консистенции схожей с клеем.
• Как только котел полностью покрыт огнестойким раствором, следует растопить печь, чтобы произошел обжиг нанесенного слоя.

Набор инструментов для работы:

• Болгарка для аккуратной резки кирпича.
• Линейка-уровень.
• Емкость для смешивания раствора.
• Мастерок.

Со временем даже качественная футеровка печи начинает разрушаться. Чтобы снизить количество ремонтных работ, следует раз в год проверять целостность защитного слоя внутри топки или внешнюю футеровку котла. Образовавшиеся трещины замазываются раствором из глины и обжигаются. Самостоятельно выполнить футеровочные работы под силу каждому человеку, даже не имеющему навыков печника, но проконсультироваться у специалиста будет не лишним. Если все же нет уверенности в своих силах, обратитесь за помощью к профессионалу.

Футеровка обязательна для каждой печи: домашней, банной или производственной. Защитный слой сохранит печь от преждевременного износа, увеличит теплоотдачу и снизит риск возникновения аварийных ситуаций. А имея под рукой нужные инструменты и материалы, футеровку несложно сделать самостоятельно.

Футеровка печи.

Футеровка кирпичной теплоёмкой печи.

Современное печестроение предусматривает футеровку кирпичных печей огнеупорными материалами.

Вот что написано в википедии по запросу “Футеровка”:

Футеро́вка (нем. Futter «подкладка, подбой») — облицовка огнеупорными, химически стойкими (англ.)русск., а также теплоизоляционными материалами, которым покрывается внутренняя поверхность металлургических печей, ковшей, топок котлов и прочего оборудования [1] . Футеровка производится для обеспечения защиты поверхностей от возможных механических, термических, физических и химических повреждений. В горно-металлургической промышленности футеровка используется для защиты оборудования, связанного с перегрузкой и перевозкой различных материалов, от ударных, истирающих и налипающих воздействий, а также для усиления огнестойкости материалов, из которых изготавливают металлургические и бытовые печи.

Разберёмся как это связано с обыкновенными бытовыми печами и что этот термин обозначает в печестроении.

Места применения футеровки в бытовых печах:

1. Футеровку применяют для топливника печи.
2. Футеровку применяют для камер дожига бытовых печей.
3. Футеровку применяют для защиты наиболее, термически, нагруженных областей печи.

Если, говорить по простому то, для бытовых кирпичных печей, футеровку желательно ставить там где огонь лижет кирпич.

Назначение футеровки в бытовых кирпичных печах.

Футеровка в бытовых печах производится для обеспечения защиты поверхностей от возможных термических повреждений.

Причины необходимости футеровки в бытовых кирпичных печах.

Керамический кирпич плохо переносит прямое воздействие огня.

При продолжительном воздействии прямого огня кирпичная кладка разрушается.

Почему раньше не футеровали бытовые печи.

Не часто, но всё ещё встречаются среди печников ретрограды считающие что футеровка для печи не нужна и некоторые даже умудряются убедить заказчиков во вреде огнеупорного кирпича внутри печи.

Основным аргументом таких умозаключений становится идея о том что в стародавние времена никакого шамота не применяли и печи стояли по 100 лет.

На мой взгляд позиция эта в корне ошибочна.

В прежние времена, в хороших печах, для топок печей использовали кирпич железняк.

Железняк это специально перекаленный кирпич. Такой кирпич не разрушается под воздействием огня.

Железняк был гораздо дороже, обычного, керамического кирпича и его, не всегда, можно было достать.

Из за дороговизны железняка многие печники использовали для топок обычный керамический кирпич и такие печи, чаще всего, не выдерживали долгого времени.

При этом раньше печи не так сильно перетапливали как сейчас.

При перетопах печь без футеровки не выдерживает и пары лет.

Особенно, больная проблема перетапливания кирпичных печей, среди дачников.

Из за невозможности соблюдения отопительного режима и непонимания принципов работы теплоёмких печей дачники топят кирпичные печи по 3-4 часа, естественно, что кирпичная кладка, не выдерживает таких нагрузок.

ФУТЕРОВКА ИНДУКЦИОННЫХ ПЕЧЕЙ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КРЕМНЕЗЕМНОЙ НАБОРНОЙ МАССЫ В ИНДУКЦИОННЫХ ПЕЧАХ

ВВЕДЕНИЕ:

Футеровка является важной частью индукционной печи. Производительность печи напрямую связана с производительностью футеровки. Стабилизированная футеровка обеспечивает плавную работу печи, оптимальную производительность и лучший металлургический контроль. Технология футеровки, наиболее подходящая для конкретного литейного производства, будет зависеть от мощности и конструкции печи, расплавляемого металла и выпускаемой продукции и т. д. Для успешного и последовательного мониторинга практики футеровки

Важны следующие параметры.

— Использование подходящего материала для облицовки

— Тщательная и систематическая практика облицовки.

 — Стабильность (рисунок) в рабочих условиях.

ТРЕБОВАНИЯ К ФУТЕРОВКЕ:

Важные аспекты огнеупорной футеровки для удовлетворительного срока службы футеровки перечислены как.

 — тепловые характеристики, которые он должен выдерживать напряжения, возникающие при термических циклах в процессе эксплуатации

 — химически инертный по отношению к расплавляемому металлу.

— Прочность конструкции в условиях эксплуатации.

— Высокая стойкость к эрозии.

–Простота установки.

 — Ремонтопригодность.

–Легкость стука.

–Экономика.

Таким образом, очень трудно судить о пригодности конкретной футеровки при различных условиях, таких как рабочая температура, расплавленный металл, образование шлака и мощность печи. Химическая инертность к расплавленному металлу может быть достигнута путем использования кислотной футеровки для кислого шлака и основной футеровки для основных шлаков.

ТИПЫ НАБОРНОЙ МАССЫ

Различные типы набивной массы, начиная с

(A) Кислотной

(B) Основной

(C) Нейтральной

Футеровка бывает кислотной, основной и нейтральной в зависимости от ее Химическая природа образующихся при этом шлаков. Кремнеземные массы кислые; глинозем является нейтральной массой, а магнетит является основной массой. Типичные свойства трех обычно используемых огнеупорных материалов перечислены в таблице 1, а их характеристики расширения приведены на рис. 1.

                                

КРЕМНЕЗЕМНАЯ НАБОРНАЯ МАССА

 Из трех обсуждаемых типов набивной массы наиболее часто используемым футеровочным материалом для индукционной плавки является набивная смесь из кремнезема высокой чистоты. Поскольку он предлагает следующие преимущества.

–На торце, контактирующем с жидким металлом, имеется плотный спеченный слой, где герметичность жидкого металла вполне идеальна.

–Теплопроводность ниже, чем у других огнеупоров, поэтому тепловые потери меньше, чем у любого другого вида огнеупоров.

— Хорошая устойчивость к изменению температуры.

— Низкая стоимость футеровки печи.

— Короткое время нагрева и спекания за счет сухой подготовки масс.

 –Цена очень привлекательна по сравнению с другими.

Набивная масса из кремнезема может безопасно использоваться при рабочей температуре до 1600°C. Она очень мало расширяется, поэтому превосходит как глинозем, так и магнезию по стойкости к тепловым ударам. Во-вторых, его стоимость очень низкая по сравнению с глиноземом и магнезией. Силикаты обычно используются обычные сорта железа серого, пластичного и ковкого. Он также используется для плавки углеродистых сталей с содержанием углерода выше 0,1% и сплавов железа, таких как никель-резист и хромистое железо. Контроль температуры очень важен для удовлетворительного срока службы футеровки. Кремнезем можно использовать для плавки меди и медных сплавов, в том числе мельхиоров, с изменением количества добавок связующего. Для плавления латуни футеровка из кремнезема является «идеальным» выбором. Выход латуни составляет более тонны на килограмм израсходованного кремнезема.

Кремнезем (SIO2), используемый в качестве футеровки, имеет кислую природу. Он используется в порошкообразных кондонах. Химический анализ приведен в табл. 2

. Его получают путем дробления и сортировки кварцита хорошего качества, имеющего очень высокую чистоту. Присутствующие примеси будут производить непредсказуемое и большее количество жидкой фазы при высокой температуре, тем самым снижая химическую и механическую стойкость футеровки. Силикагель высокой чистоты увеличивает срок службы футеровки. Это также приводит к значительной однородности физических свойств. Более компактная футеровка обеспечивает большую прочность и срок службы. Плотность (плотность упаковки) зависит от гранулометрического состава набивной массы. Он должен быть таким, чтобы между частицами образовывалось наименьшее открытое пространство. Типичные гранулометрические составы товарной кремнеземной набивной массы приведены в Таблице-3.

Особое внимание следует уделять доле штрафов в пределах определенного допуска. Он оказывает неблагоприятное влияние на эксплуатационные характеристики футеровки, если присутствует в большем количестве, чем требуется. Так как в реакции спекания в основном принимают участие мельчайшие частицы.

КИСЛОТНАЯ НАБОРНАЯ МАССА имеет три категории:

1. Марка M1 Подходит для печи емкостью до 1,5 тонны.

2. Марка M2  Подходит для печи емкостью от 2 до 3 тонн.

3. Марка M3 Подходит для печи емкостью 5 тонн. (http://www.orexindia.com/)

СВЯЗУЮЩИЙ/СПЕКАТЕЛЬНЫЙ АГЕНТ:

Связующий добавляется для того, чтобы огнеупорная футеровка тигля, образованная кремнеземной массой, должна спекаться при нагреве и набирать прочность раньше расплавленного металла. взимается. Борная кислота смешивается в качестве связующего. Оксид бора вступает в реакцию с частицами кремнезема с образованием стекловидной фазы с низкой температурой плавления, которая заполняет промежуточные отверстия между зернами кварца. Выбор правильного количества борной кислоты очень важен для оптимального срока службы футеровки. Это зависит от: —

— Температура ванны расплавленного металла.

— химический состав кварцитовой массы.

–Толщина стенки тигля.

На рис. 2 показано типичное количество борной кислоты, используемой для различных рабочих температур.

ПРОЦЕСС НАБОРКИ:

 Смешивание массы

— Определите необходимое количество набивной массы, точное количество будет зависеть от конструкции печи.

— Расчет необходимого количества борной кислоты (рис. 2)

— Предварительно нагрейте массу в лотке из листа до 120°C партиями по 50 кг. Так, чтобы удалить следы влаги.

— Переложите на поддоны для охлаждения и охладите до 50°C.

 — Добавьте точно взвешенное количество борной кислоты, просеяв его через сито с размером ячеек 0,20 мм.

 — Тщательно перемешайте вручную.

–Проверьте смешанную партию на предмет равномерного смешивания борной кислоты.

ИСПЫТАНИЕ:

Вручную, взяв небольшое количество массы, сделайте густую водную суспензию и окуните в нее ph-бумагу. О наличии борной кислоты сообщит тел. менее 7. Проведите такие тесты, взяв по 3 образца из каждой партии из разных мест в лотке (Используйте дистиллированную воду)

ФУТЕРОВКА КАТУШКА

— Медный змеевик с водяным охлаждением покрыт огнеупорным раствором и хорошо высушен перед началом футеровки.

–Толстые асбестовые листы укладываются слоем вокруг, футеровка рулона.

НАБОРКА ТИГЛА:

–Дно печи утрамбовывается с помощью инструмента с плоской головкой для первых 2 слоев толщиной 60-20 мм, а последующие слои поочередно трамбуются инструментами с шипами и плоской головкой. Трамбовочные инструменты показаны на рис. 3

–Дно на 10 мм выше требуемой высоты, а лишняя масса удаляется равномерно. Проверьте уровень.

 — Металлический каркас, должным образом очищенный снаружи, затем размещается идеально концентрично с катушками и удерживается в этом положении деревянными распорками. Держите тяжелый груз внутри первого, чтобы сопротивляться его подъему при дальнейшем трамбовании.

 — Угловое пространство между асбестовым листом и шпангоутом утрамбовывается слоями по 50–60 мм с помощью инструментов с шипами и плоской головкой сверху. Совет: НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ЗАТУПАННЫЕ И ИЗНОШЕННЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ. Это может привести к плохому уплотнению.

 –Продолжайте утрамбовку до зазора 100 мм от верха.

 — Нанесите тонкий слой раствора силиката натрия поверх тигля с набивкой из кремнезема перед набивкой смеси.

 –Для топпинговой смеси добавьте разбавленный раствор силиката натрия к кремнеземной массе.

 — Сформируйте носик из той же смеси для начинки.

 — Пневматические трамбовки/электрические вибраторы могут использоваться в больших печах для формирования тигля.

СПЕКАНИЕ ПЕЧИ В ТИГЛЕ

ИНДУКТИВНОЕ СПЕКАНИЕ

— Печь заполняется до верхнего края змеевика с уходом за стартовым блоком по центру для печи сетевой частоты, в то время как тяжелые отходы для печи средней частоты.

 –Электропитание должно регулироваться путем включения нижнего отвода трансформатора, продолжайте включать и выключать питание с интервалом в несколько минут, чтобы темп. Подъем 100°С час достигается для печей производительностью до 6 т и 50°С/час для больших печей с толстой футеровкой. — Это повышение температуры отслеживается примерно до 800°C.

–После 800°С мощность повышают и со скоростью около 150°С/час продолжают нагрев до расплавления аглошихты.

 –Для измерения температуры хромель/алюмель используются термопары.

–Поскольку шихта медленно плавится, твердый металл загружается для получения полной ванны печи. Температуру поддерживают низкой в ​​течение всего плавления за счет постоянного добавления.

–Как только печь заполняется жидким металлом, мощность увеличивается для достижения температуры спекания.

 — Конечная температура металла должна быть повышена до прибл. на 30-50°С выше нормальной рабочей температуры и выдерживают при этой температуре в течение часа, чтобы стабилизировать температуру огнеупорной футеровки, а также наплавить достаточную толщину огнеупора, чтобы выдержать физические удары тигля.

 – Печь нельзя выводить из эксплуатации или охлаждать до температуры ниже 1000°C в течение первых 4 дней работы, насколько это возможно.

РЕМОНТ ФУТЕРОВКИ:

В процессе эксплуатации футеровка печи подвергается различного рода термическим воздействиям, механическим нагрузкам и реакциям металла футеровки. В результате происходит износ футеровки (рис.4). Обобщены следующие несколько способов ремонта футеровки в зависимости от характера износа.

ТРЕЩИНЫ:

Часто после остывания на поверхности футеровки видны мелкие волосовидные трещинки. При охлаждении футеровка сжимается, и когда она не может выдержать сжимающих напряжений, в ней образуются небольшие трещины, что приводит к снятию напряжений. Однако трещины такого рода закрываются при нагреве печи. Не рекомендуется менять отверстия или мелкие металлические частицы, которые могут попасть в трещину и помешать самозамыканию.

ЛОКАЛИЗОВАННЫЙ ИЗНОС: Любой небольшой локальный сломанный или изношенный участок футеровки печи можно легко залатать с помощью огнеупора, твердеющего на воздухе, который следует затирать под давлением. Открытая поверхность заплатки оставляется для отвода влаги.

ЭРОЗИЯ ДНИЩА:

Это можно исправить, насыпав футеровочный материал на разрушенный участок и утрамбовав его плоским молотком для устранения незначительного износа дна.

ЭРОЗИЯ БОКОВЫХ СТЕН:

 Изношенную часть печи можно отремонтировать, используя сухую монолитную футеровку за формирователем детали. Первый должен быть немного меньше исходного диаметра футеровки.

ЭРОЗИЯ ШЛАКОВОЙ ЛИНИИ:

Канавки, образованные на уровне шлака в печи, могут быть отремонтированы либо в пустой печи путем нанесения кремнеземной набивной массы, аналогичной описанной при локальном износе. Это также может быть выполнено при работающей печи. Поддерживайте уровень металла в месте ремонта. Шлак удаляется, а рыхлая монолитная масса подается в топку за счет движения ванны, масса подтягивается к боковым стенкам и прилипает к стенке.

НЕИСПРАВНОСТИ ФУТБОЛКИ И ИХ ПРИЧИНЫ:

Срок службы печи, футерованной кремнеземом, спеченной и готовой к использованию, во многом зависит от практики футеровки и условий работы печи.

В то время как обычно устанавливается непостоянный срок службы футеровки. Во многих случаях приходится сталкиваться с внезапным выходом из строя футеровки. Факторы, которые вызывают проблемы с футеровкой, перечислены ниже.

— Гранулометрический состав массы.

— Неравномерное распределение связующего.

 — перегрев расплавленной ванны.

–Проникновение металла.

 — Металл с минимальным содержанием шлака, обеспечивающий минимальную эрозию на линии шлака.

— Потеря огнеупорного порошка.

-Требование границы раздела/подкладка/подкладка угольные блоки, шамот, графит, огнеупоры,

Огнеупорная футеровка доменной печи

Современная доменная печь (ДП) имеет огнеупорную футеровку для защиты корпуса печи от высоких температур и абразивных материалов внутри печи. Огнеупорная футеровка охлаждается для дальнейшего усиления защиты от избыточного тепла, которое может разрушить огнеупорную футеровку. ДП имеет сложную огнеупорную систему, обеспечивающую долгий и безопасный срок службы, который необходим для доступности доменной печи и для обеспечения практически непрерывной работы печи и разливки.

Условия в доменной печи сильно различаются в зависимости от региона, и огнеупоры подвержены различным механизмам износа. Подробности приведены в Таблице 1. Условия применения различных участков доменной печи неодинаковы из-за самой природы ее геометрии, а также из-за пирометаллургического процесса, протекающего на разных стадиях. Механизмы физического и химического износа в различных зонах доменной печи разнообразны и сложны по своей природе. Например, механический износ или истирание происходит, главным образом, в верхней части штабеля и вызывается примесью шихтовых материалов и запыленными газами. Высокие тепловые нагрузки являются основным фактором в нижней части штабеля и в нижней части. В области горна горизонтальное и вертикальное течение жидкого металла в сочетании с термическими напряжениями часто образуют нежелательную кавитацию в форме слоновой ноги. Огнеупорные материалы в этих регионах должны заботиться об этих механизмах износа, чтобы избежать повреждений из-за них.

Таким образом, дымовая труба (верхняя, средняя и нижняя), днище, чаша, желоб и фурменная зона, горн и летка требуют разного качества огнеупоров в зависимости от соответствующих условий применения.

Tab 1 Attack mechanisms in different regions of blast furnace
Region	Attack mechanism	Resulting damage
Верхний пакет	Истирание	Абразивный износ
	Колебания температуры среды	Выкрашивание
	Impact	Loss of bricks
Middle stack	Medium to heavy temperatures fluctuations	Spalling
	Gas erosion	Wear
	Oxidation and alkali attack	Износ
Нижний блок	Сильные колебания температуры	Сильное выкрашивание
	Erosion by gas jets and abrasion	Wear
	Oxidation and alkali attack	Deterioration
	Thermal fatigue	Shell damage and cracks
Belly	Колебания температуры среды	Выкрашивание
	Окисление и щелочное воздействие	Износ
	Abrasion, gas erosion and high temperature	Wear
Bosh	High temperature	Stress attack
	Slag and alkali attack	Deterioration and wear
	Medium колебания температуры	Выкрашивание
	Истирание	Износ
Направляющая и	Very high temperature	Stress cracking and wear
Tuyere region	Temperatures fluctuations	Spalling
	Oxidation (water and oxygen)	Deterioration
	Slag attack and erosion	Wear
	Повреждения от струпьев	Потеря охлаждающих элементов и фурм
Под	Oxidation (water)	Wear
	Zinc, slag and alkali attack	Deterioration
	High temperature	Stress build up and cracking
	Erosion from hot liquids	Break out Риск
Железная выемка	Сильные перепады температур	Выкрашивание
(летка)	Erosion (slag and iron)	Tap hole wear
	Zinc and alkali attack	Deterioration
	Gas attack and oxidation (water)	Wear and deterioration

Selection of appropriate refractory сочетание в зависимости от механизма изнашивания очень важно. Неправильный выбор огнеупоров часто приводит к отказу огнеупоров, что впоследствии становится сложной задачей для решения. Типы огнеупорной футеровки, необходимые в доменной печи по регионам, а также тенденции в структуре огнеупорной футеровки приведены на рис. 1.

Рис. 1. Огнеупорная футеровка в различных зонах доменной печи

 В настоящее время ожидается, что срок службы доменной печи составит около 15 лет и более. Кроме того, наблюдается тенденция к использованию доменных печей большой мощности, которые подвергаются жестким условиям эксплуатации. Для достижения цели длительного срока службы футеровки в жестких условиях эксплуатации необходимо иметь хорошее сочетание высококачественных огнеупоров в сочетании с высокоэффективными системами охлаждения и жестким контролем за работой печи, чтобы обеспечить высокую производительность без чрезмерной обработки стенок и с минимизацией массивных «проскальзывания» в доменной печи, которые могут привести к чрезмерному преждевременному повреждению огнеупорной футеровки.

Известно, что днище и часть горна подвергаются коррозии преимущественно чугуном, шлаком и щелочами. Огнеупорный кирпич в этих местах подвергается высоким нагрузкам и температурам. Поэтому требуется огнеупорная футеровка, которая должна иметь высокую прочность, более низкий коэффициент ползучести при сжатии и более высокие значения RUL (огнеупорность под нагрузкой) и PCE (эквивалент пирометрического конуса). В некоторых доменных печах используется глинозем с низким содержанием железа, плотный 42%-62% глинозем, муллитовые огнеупорные кирпичи, обычные углеродные блоки и т. д. в днище и нижнем поде, в то время как в настоящее время наблюдается тенденция к замене их блоками из супермикропористого графита. Срок службы очага доменной печи в основном зависит от следующих факторов.

• Эксплуатационные факторы, такие как (i) высокая производительность, приводящая к высоким тепловым нагрузкам, (ii) высокая скорость жидкости, вызывающая большую эрозию, и (iii) высокий уровень нагнетания угля означает более низкую проницаемость. Ни один из этих факторов не находится под контролем оператора доменной печи, и, следовательно, единственным решением может быть прочная огнеупорная футеровка.
• Конструкция системы огнеупорной футеровки. Вся огнеупорная футеровка также подвергается тепловому напряжению, которое также играет доминирующую роль, особенно при неадекватной конструкции. Система или конструкция огнеупорной футеровки должны (i) оптимизировать тепловое сопротивление, (ii) обеспечивать компенсацию расширения, (iii) предотвращать растрескивание и (iv) устранять встроенные барьеры.
• Свойства огнеупоров – к ним относятся (i) высокая теплопроводность, (ii) щелочестойкость, (iii) низкая проницаемость, (iv) низкое тепловое расширение и (v) низкая эластичность.

Недавняя разработка микропористых углеродных кирпичей и улучшение качества полуграфитовых и графитовых блоков привели к более высокой инфильтрационной стойкости к железу и шлакам, а также к повышению теплопроводности. Проблема образования хрупкого слоя вокруг изотермы 800°С из-за конденсации щелочи и термических напряжений решена за счет использования блоков меньшего размера, оптимальных допусков на расширение и т. д. Углеродистые огнеупоры покрываются шамотным или муллитовым кирпичом для защиты от окисления. Конструкция этой «керамической чашки» важна, так как изотермы меняются в зависимости от качества и толщины материала чашки.

Кирпичи штабеля особенно подвержены сильному истиранию и эрозии под действием шихтового материала сверху, а также высокоскоростного дыма и частиц пыли, вылетающих из-за высокого давления струи в среде с CO (окисью углерода). Следовательно, условия применения требуют огнеупорных материалов, которые должны иметь высокую прочность, низкую проницаемость, высокую стойкость к истиранию и устойчивость к распаду CO. Огнеупорный шамотный кирпич сверхпрочного режима или плотный глиноземистый кирпич с содержанием Al2O3 около 39–42 % могут придать эти характеристики, необходимые для применения в кладке.

На фурму и чашу воздействуют перепады температур, истирание и щелочи; и днище и нижний вал в результате теплового удара, истирания и воздействия CO и т. д. В критических зонах доменной печи, т. е. фурме, чаше, днище и нижней трубе, карбид кремния, SiC-Si3N4 и корундовые огнеупоры заменили углерод и 62 % Al ₂ O ₃ или муллитовые кирпичи. Это использует преимущества высокой теплопроводности SiC в сочетании с пластинчатыми охладителями. Однако из-за проблемы утечки воды вокруг летки и фурменной зоны многие доменные печи футерованы высокоглиноземистыми или глиноземно-хромокорундовыми огнеупорами. Современное состояние и тенденции развития огнеупоров Bf представлены в табл. 2.

Tab 2 Blast furnace refractories
Area	Present	Trend
Стек	39 % – 42 %% Al2O3	Шамот сверхпрочный
Грудка	39 % – 42 % Al2O3	Corundum, SiC-Si3N4
Bosh	62 % Al2O3, Mullite	SiC-Si3N4
Tuyere	62 % Al2O3, Mullite	SiC self bonded, Alumina-chrome (Corundum)
Нижняя топка	42 %-62 % Al2O3, муллит, обычный угольный блок	Углеродно-графитовый блок с супермикропорами
Отверстие для летки	Шамотная смола на связке, высокоглинозем / 9 SiC0247	Шамотная смола на связке, высокоглиноземная / карбидная смола на связке
Основной желоб	Смола / вода на связке глина / шамот / смола набивные массы, бетонные смеси	Ультранизкоцементные бетонные смеси (ULCC), смеси карбида кремния / глинозема, торкретирование техника ремонта
Наклонный носик	Высокоглиноземистые / SiC набивные массы / Низкоцементные огнеупоры	Высокоглиноземистые / SiC / Углеродные / ULCC

Различные типы огнеупоров BF0081

  Ниже описаны различные типы огнеупоров, которые используются для футеровки доменных печей.

• Обожженные угольные блоки – микропористый углеродный блок, полуграфитовый углеродный блок и микропористый углеродокремниевый блок изготавливаются из высокотемпературного электрически кальцинированного антрацита, синтетического графита и карбида кремния в качестве основного сырья. Они обладают более высокой теплопроводностью, меньшей проницаемостью, хорошей стойкостью к горячему металлу и щелочам. В качестве нижней облицовки днища используются полуграфитовые углеродные блоки. Микропористые углеродные блоки используются в качестве футеровки верхнего пода и нижнего горна доменных печей с интенсифицированной плавкой. Микропористые блоки из углеродистого кремния используются при кладке горна, летки и шлакового люка доменной печи.
• Обожженные углеродистые кирпичи малого размера. Формованные микропористые углеродные кирпичи и углеродисто-карбидокремниевые кирпичи производятся путем горячего прессования, высокотемпературного обжига и окончательного измельчения с использованием высокотемпературного электрически кальцинированного антрацита, синтетического графита и карбида кремния в качестве основного сырья и масел. на основе угля или фенолформальдегидной смолы в качестве связующего, а также ультрамикропорошковых добавок. Формованные микропористые углерод-карбидокремниевые кирпичи могут быть использованы для кладки фурмы, шлаковой шахты, летки, горна и шлакообразующих зон доменной печи.
• Чашечный керамический кирпич – это композитный корундовый кирпич, связанный пластичной фазой. Кирпич состоит из высококачественного муллита и плавленого корунда высокой чистоты в качестве сырья с добавлением специального связующего путем формования под высоким давлением и спекания при высокой температуре. Обладая характеристиками высокой огнеупорности под нагрузкой (RUL), компактной структурой, низкой пористостью и высокой коррозионной стойкостью, кирпичи используются для футеровки днища доменной печи, футеровки днища керамического стакана и комбинированного кирпича фурменного, летки и шлакового отверстия крупного доменного дутья. печь.
• Корундовый кирпич. Корундовый кирпич изготавливается из коричневого плавленого корунда и карбида кремния в качестве исходных материалов, в сочетании со специальными добавками, путем прессования и спекания перед чистовой обработкой. Кирпич характеризуется хорошей щелочестойкостью и коррозионной стойкостью к шлаку, что подходит для футеровки днища, керамического стакана пода, фурмы, летки и шлакового отверстия.
• Кирпич SiC-Si3N4 – Существует множество различных типов кирпичей SiC с различными системами связки и различным содержанием SiC. Как правило, SiC прямого связывания обладают высокой устойчивостью к щелочам и цинку. Кроме того, они обладают высокой теплопроводностью, отличной эрозионной стойкостью, очень хорошими характеристиками теплового удара и устойчивы к коррозии и воздействию CO. Как правило, SiC на нитридной связке используется в приложениях, таких как днище доменной печи.
• Микропористый глиноземистый углеродистый кирпич. Эти кирпичи изготавливаются из специального бокситового клинкера, корунда, графита и среднего глинозема в качестве основного сырья в сочетании с несколькими видами сверхтонких порошковых добавок. Он имеет микропоры, хорошую устойчивость к щелочам и высокую теплопроводность. Используется для футеровки стакана, дымовой трубы и стенки охлаждения доменной печи.
• Кирпичи класса 50 % глинозема – Обычно огнеупоры этого класса представляют собой огнеупорные кирпичи повышенной прочности. Как правило, они состоят из смеси бокситов, кремнистой глины/шамота и пластичной глины. Кирпичи из 50 % глинозема обычно имеют низкую пористость, расширяются при повторном нагреве до 1600°С и обладают хорошей стойкостью к термоциклированию. Кирпич этого класса, содержащий материалы более высокой чистоты, обладает хорошими несущими свойствами и отличной стойкостью к воздействию щелочи.
• Кирпичи класса 60 % глинозема – Кирпичи этого класса состоят из самых разных материалов. Наиболее распространенные и высоко ценимые кирпичи из среднего глинозема состоят из минералов из группы силлиманита (обычно в сочетании с небольшим количеством обожженного глинозема и пластичных глин). Другие 60% глинозема этого класса состоят из смеси синтетического шамота, бокситов, прокаленного глинозема и пластичных глин. Высокий уровень образования муллита позволяет кирпичам этого класса (особенно огнеупорам, содержащим силлиманит) демонстрировать превосходное сопротивление ползучести. Силлиманитовые кирпичи часто можно фосфатировать / химически связывать и отверждать в качестве средства повышения устойчивости к тепловому удару.
• Кирпич класса глинозема 70 % – Этот класс кирпича основан на первичном сырье боксите или высокоглиноземистом шамоте, в который добавляют шамот. Эти кирпичи обжигают примерно до 1400°C, чтобы предотвратить чрезмерное расширение во время обжига (вызванное реакцией кремнеземистых компонентов с бокситом с образованием муллита). Кирпичи, содержащие 70 % глинозема, демонстрируют высокие коэффициенты расширения в процессе эксплуатации, что позволяет уменьшить размеры швов.
• Кирпичи класса глинозема 80 % – изготавливаются на основе бокситов с добавками обожженного глинозема и глинистых материалов. Их обжигают при температуре около 1420–1480 ° C, чтобы поддерживать одинаковый размер кирпича. Обожженные изделия этого класса имеют около 20 % пористости, хорошую прочность и стойкость к термоциклированию. Эти продукты связаны с фосфатным/химическим соединением (как отвержденным, так и обожженным) как средством придания большей устойчивости к истиранию и уменьшения пористости.
• Шамотный кирпич – Шамотный кирпич обычно состоит из смеси двух или более глин. Использование кремнистых и каолиновых глин придает огнеупорность, кальцинированные глины (шамоты) контролируют усадку при сушке и обжиге, а пластичные глины облегчают формование и прочность сцепления. Шамотные кирпичи обычно группируются в (i) сверхпрочные кирпичи (PCE> 33), которые имеют типичное содержание глинозема от 40 % до 45 % и обладают хорошей огнеупорностью, стойкостью к тепловому удару и стабильностью объема при более высоких температурах, (ii) высоким огнеупорные кирпичи (PCE от 31 ½ до 33), которые аналогичны эквивалентам сверхпрочных материалов, но, как правило, изготавливаются из низкокачественной кремневой глины/шамота и пластичных глин (типичное содержание Al2O3 от 40 % до 45 %) и обычно используются в качестве замены огнеупорных кирпичей для средних нагрузок где термоциклирование является потенциальной проблемой, (iii) огнеупорные кирпичи средней мощности (PCE 29до 31) (типичное содержание Al2O3 от 38 % до 42%) используются в менее тяжелых условиях, и их стойкость к тепловому удару ниже, чем у огнеупорных кирпичей для сверхпрочных и сверхпрочных режимов работы, (iv) огнеупорные кирпичи для легких условий эксплуатации (PCE от 15 до 29) (типичное содержание Al2O3 35 % до 38%) используются в качестве подкладки и других применений, где преобладают умеренные температуры, и (v) полукремнеземные огнеупорные кирпичи, которые имеют типичное содержание глинозема от 18% до 25% со значениями кремнезема в диапазоне от 72% до 80% и имеют отличную нагрузку несущей способности и объемной стабильности при относительно более высоких температурах.