Спосіб ремонту вогнетривкої кладки нагрівальних печей методом керамічної наплавки

Изобретение относится к коксохимической промышленности, а именно к способам ремонта огнеупорной кладки нагревательных печей и может быть использовано в любой другой отрасли промышленности, где требуется ремонт поврежденной кладки нагревательных печей. Известен способ ремонта огнеупорной кладки керамической наплавкой, включающий подачу по технологическому тр убопроводу к наплавочной головке и нанесение торкрет-массы в виде смеси порошков огнеупорных материалов и топливных составляющих, преимущественно термоокисляющихся металлов, струей кислорода на предварительно зачищенную нагретую до температуры не ниже 600°C поверхность ремонтируемой кладки, расплавление огнеупорных составляющих факелом с температурой 2000 - 3000°C, размягчение поверхности ремонтируемой кладки до пластического состояния и их сплавление с образованием пари затвердевании монолитной структуры (Ухмылова Г.С. Ремонт кладки коксовых батарей. Обзорная информация. - М.: Институт "Черметинформация", серия КХП. - Вып.I. - 1986. С.13 - 14). Недостатком этого способа являются ограниченные возможности применения: трудность использования при ремонтах холодной кладки, например цементных и известковых печей. В качестве прототипа принят способ горячего ремонта, огнеупорной кладки нагревательных печей методом керамической плавки, включающий подачу по технологическому трубопроводу к наплавочной головке и нанесение торкрет-массы в виде сухой смеси порошков огнеупорных материалов и топливных составляющих струей кислорода на предварительно зачищенную нагретую до температуры не менее 600°C поверхность кладки, расплавление огнеупорных составляющих факелом с температурой 2000 - 3000°C, размягчение поверхности ремонтируемой кладки до пластического состояния и их сплавление с образованием при затвердении монолитной структуры, причем подачу торкрет-массы к наплавочной головке осуществляют за счет давления сжатого воздуха в питателе, при этом дополнительно подключают после питателя к технологическому тр убопроводу через регулирующее устройство тр убопровод сжатого воздуха, кислород подают через регулирующее устройство к наплавочной головке по отдельному трубопроводу с возможностью изменения скорости перемещения торкрет-массы по технологическому трубопроводу и производительности установки от минимальной до заданной величины за счет согласованного регулирования подачи кислорода и сжатого воздуха, причем первоначально устанавливают максимальную скорость подачи смеси, при которой в процессе наплавки образуется аморфное, имеющее неровности стекловидное покрытие, затем снижают скорость подачи смеси, которую подают до получения гладкого спаеченого поверхностного слоя (Решение НИЦПЭ Госпатента Украины от 07.10.94 о выдаче патента Украины по заявке №94041066 от 18.02.93). К основным недостаткам этого способапрототипа относятся: трудность применения этого способа при ремонте холодных печей, так как зажжение факела происходит от нагретой до температуры не менее 600°C поверхности, подлежащей ремонту, т.е. сужена область применения; относительно большая продолжительность процесса, обусловленная тем, что отдельно осуществляются операции предварительного нагрева ремонтируемой поверхности и операция расплавления огнеупорных материалов смеси, подаваемой на поверхность, факелом: при этом имеет место и повышенный расход энергоносителей. В основу изобретательского замысла была положена задача усовершенствовать способ ремонта огнеупорной кладки нагревательных печей методом керамической наплавки путем изменения условий осуществления его операций, обеспечивающего расширение области применения его и сокращение продолжительности процесса, следовательно, и уменьшения энергоемкости. Поставленная задача решена тем, что в способе ремонта огнеупорной кладки нагревательных печей методом керамической наплавки, включающим зачистку ремонтируемой поверхности кладки, ее нагревание заполнение изношенного объема кладки сухой смесью огнеупорных материалов с топливными составляющими, предварительно перемешанной регулируемыми потоками сжатого воздуха и кислорода, расплавление огнеупорных материалов смеси факелом с температурой 2000 - 3000°C до образования аморфного, неровного, стекловидного покрытия, размягчение ремонтируемой поверхности тем же факелом до пластического состояния и сплавление последней с расплавленными огнеупорными материалами при уменьшенной подаче свежей смеси при той же температуре факела с образованием гладкого поверхностного слоя, предусмотрены следующие преобразования: 1) нагревание ремонтируемой поверхности совмещают с расплавлением огнеупорных материалов нанесенной на нее смеси, т.е. эти операции осуществляются одновременно; 2) факел предварительно зажигают от источника пламени (а не от нагретой свыше 600°C поверхности). Предложенный способ обеспечивает следующую те хническую результативность: 1) отпадает необходимость в предварительном нагреве поверхности ремонтируемой кладки перед подачей на нее смеси огнеупорных материалов с топливными составляющими, т.е. имеет место упрощение (сокращение) процесса, а также отпадает необходимость в применении соответствующего оборудования для этого; 2) совмещение операций нагрева ремонтируемой поверхности с расплавлением огнеупорных составляющи х смеси факелом с температурой 2000 - 3000°C обеспечивает сокращение продолжительности процесса, а следовательно и снижение энергоемкости процесса. Вышеизложенное свидетельствует о том, что между совокупностью существенных признаков предложенного способа и обеспечиваемой технической результативностью налицо причинноследственная связь: если операции нагрева ремонтируемой поверхности не совместить с операцией расплавления огнеупорных составляющих, то их суммарная продолжительность больше, чем продолжительность последней операции, связанной с использованием высокотемпературного факела. Сущность предложенного способа заключается в следующем. Поверхность кладки, подлежащая ремонту методом керамической наплавки, предварительно очищают от грязи и посторонних предметов. К очищенной поверхности подают сухую смесь огнеупорных материалов с топливными составляющими до заполнения изношенного объема ремонтируемой кладки посредством наплавочной головки. При этом скорость подачи смеси наибольшая. Одновременно нанесенные огнеупорные материалы расплавляют факелом, имеющим температуру 2000 - 3000°C, до образования аморфного, неровного, стекловидного покрытия, затем снижают скорость подачи смеси при сохранении скорости подачи кислорода и нагревают поверхность кладки до достижения пластического состояния и сплавляют эту поверхность с нанесенным слоем огнеупорных материалов с образованием при затвердевании монолитной структуры: спеченого поверхностного слоя с повышенной адгезией к огнеупорной кладке за счет фазовых изменений в нанесенном слое: расплав кристобаллит +тридимит; расплав - глинозем (корунд); расплав муллит. Предложенный способ реализуется в установке, схема которой представлена на чертеже (фиг.). Установка содержит питатель 1, в который загружается смесь огнеупорных материалов с топливными составляющими (торкрет-масса), трубопровод 2, технологический трубопровод 3, наплавочную головку 4, трубопровод 5 подачи кислорода, трубопровод 6 сжатого воздуха, устройство 7 регулирования подачи сжатого воздуха, устройство 8 регулирования подачи кислорода. В наплавочной головке предусмотрена камера смешения смеси, сжатого воздуха и кислорода. Для осуществления способа используют смесь огнеупорных материалов с топливными составляющими. В качестве огнеупорных материалов используются природные материалы, содержащие или их сочетание, например В качестве топливных материалов используют алюминиевый порошок (ГОСТ 5494 - 71Е), кремний мелкозернистый (ТУ 6 - 02 - 5 - 23 - 87). Предложенный способ может быть проиллюстрирован примером его осуществления. На Рыжевском сахарном заводе произведен ремонт печи. Ремонтируемую поверхность кладки очистили от грязи и мусора с помощью сжатого воздуха. Отрегулировали установку для ремонта кладки. Посредством открытого огня (искры) зажгли факел и подавали через наплавочную головку смесь огнеупорного материала кремниевым и алюминиевым порошком со скоростью 1,5кг/мин до заполнения изношенного объема кладки и одновременно нагревали и ремонтируемую кладку и подаваемую смесь до расплавления огнеупорных материалов смеси с образованием аморфного, имеющего неровности стекловидного покрытия, затем скорость подачи смеси снизили в четыре раза и продолжали нагрев факелом до пластического состояния ремонтируемой кладки и сплавления последней с нанесенным слоем огнеупорных материалов до образования гладкой монолитной поверхности с повышенной адгезией. Предложенный способ промышленно применим, так как для его осуществления применяются известные, промышленно используемые материалы, оборудование и технология. Об этом же свидетельствует его реализация для ремонта печей Рыжевского и Тальновского сахарных заводов. В том виде, как представлен формулой изобретений, способ работоспособен и обеспечивает достижение ожидаемого технического результата.