Спосіб відновлення вогнетривкої кладки нагрівальних печей методом керамічного наплавлення

Спосіб відновлення вогнетривкої кладки нагрівальних печей методом керамічного наплавлення, який включає зачищення ремонтованої поверхні кладки, нагрівання її, нанесення на нагріту поверхню сухої суміші порошків вогнетривких матеріалів з паливними складовими до повного заповнення зношеного об'єму кладки з розплавленням вогнетривких матеріалів суміші факелом з температурою 2000-3000°С до утворення аморфного склоподібного покриття з гладкою поверхнею, розм'якшення ремонтованої поверхні кладки до пластичного стану та сплавлення її з нанесеним шаром, який відрізняється тим, що нагрівання ремонтованої поверхні кладки суміщують з розплавленням нанесених на неї вогнетривких матеріалів суміші факелом, попередньо запаленим від живильника полум'я, а гладку поверхню забезпечують обертальними рухами сопла наплавної головки Винахід відноситься до коксохімічної промисловості, а саме до способів ремонту вогнетривкої кладки нагрівальних печей та може бути використаний у будь-якій ІНШІЙ галузі промисловості, де потребується відновлення ушкодженої кладки нагрівальних печей Відомий спосіб ремонту вогнетривкої кладки керамічним наплавленням, що містить у собі подавання по технологічному трубопроводу до наплавної головки та нанесення торкрет-маси у вигляді суміші порошків вогнетривких матеріалів та паливних складових, переважно окислюваних металів струменем кисню на попередньо зачищену, нагріту до температури не нижче 600°С поверхню ремонтуємої кладки, розплавлення вогнетривких складових факелом з температурою 2000-3000°С, розм'якшення поверхні ремонтуємої кладки до пластичного стану та їх зплавлення з утворенням при твердінні монолітної структури (Ухмылова Г С Ремонт кладки коксовых батарей Обзорная информация - М Институт "Черметинформация", 1986 -Сер Коксохимпроизводство - Вып 1 -С 13-14) плавної головки та нанесення торкрет-маси у вигляді сухої суміші порошків вогнетривких матеріалів та паливних складових струменем кисню на попередньо зачищену нагріту до температури не менше 600°С поверхню кладки, розплавлення вогнетривких складових факелом до температури 2000-3000°С, розм'якшення поверхні ремонтуємої кладки до пластичного стану та їх зплавлення з утворенням при твердінні монолітної структури, причому подавання торкрет-маси до наплавної головки здійснюють за допомогою тиску стислого повітря у живильнику, при цьому додатково підключають після живильника до технологічного трубопроводу через регулюючий пристрій трубопровід стислого повітря, кисень подають через регулюючий пристрій до наплавної головки по окремому трубопроводу з можливістю зміни швидкості пересування торкрет-маси по технологічному трубопроводу та продуктивності пристрою від мінімальної до заданої величини завдяки узгодженому регулюванню подавання кисню та стислого повітря, причому первісно установлюють максимальну швидкість подавання суміші, при якій в процесі наплавлення утворюється аморфне, склоподібне покриття, що має нерівності, далі знижують швидкість подавання суміші, яку подають до створення гладкого спеченого поверхневого шару (патент України № 6866 від ЗО 03 1994) Недоліком цього способу є обмежені можливості застосування, складність використання при відновленні холодної кладки, наприклад, цементних та вапняних печей Як прототип прийнятий спосіб гарячого ремонту вогнетривкої кладки нагрівальних печей методом керамічного наплавлення, що містить у собі подання по технологічному трубопроводу до на Основними недоліками цього способу є - складність використання цього способу при ремонті холодних печей, тому що запалення фа 42204 кела здійснюється ВІД нагрітої до температури не менш ніж 600°С поверхні, яка підлягає ремонту, що звужує область застосування, - відносно велика тривалість процесу, обумовлена тим, що окремо здійснюються операції попереднього нагріву ремонтуємої поверхні та операція розплавлення вогнетривких матеріалів суміші, що подається на поверхню, факелом, при цьому має місце й підвищена витрата енергоносіїв, - більша тривалість процесу із-за необхідності зниження продуктивності з метою отримання гладкої поверхні шару, - зменшена у порівнянні з основним покриттям, МІЦНІСТЬ спеченого поверхневого шару, - неоднорідність нанесеного ремонтного шару основний шар - аморфний, склоподібний, поверхневий шар - спечений В основу винахідницького задуму була положена задача удосконалити спосіб ремонту вогнетривкої кладки нагрівальних печей методом керамічного наплавлення шляхом зміни умов здійснення його операцій, що забезпечують розширення області застосування його й скорочення тривалості процесу, отже, й зменшення енергоємності Поставлена задача вирішується тим, що в способі ремонту вогнетривкої кладки нагрівальних печей методом керамічного наплавлення, що містить у собі зачистку ремонтуємої поверхні кладки, и нагрівання, у разі необхідності, заповнення зношеного об'єму кладки сухою сумішшю вогнетривких матеріалів з паливними складовими, попередньо змішаній потоками стислого повітря, що регулюється, та кисню, розплавлення вогнетривких матеріалів суміші факелом з температурою 20003000°С до утворення аморфного, склоподібного покриття, розм'якшення ремонтуємої поверхні тим же факелом до пластичного стану та сплавлення останньої з розплавленими вогнетривкими матеріалами при подаванні свіжої суміші при тій же температурі факела з утворенням гладкого поверхневого шару завдяки обертовим рухам сопла наплавної головки з подальшою кристалізацією аморфного покриття в матеріал, аналогічний вогнетривкому матеріалу кладки, при цьому передбачені слідуючі перетворення 1) нагрівання ремонтуємої поверхні суміщають з розплавленням вогнетривких матеріалів нанесеної на неї суміші, т є ці операції здійснюються одночасно, 2) факел попередньо запалюють від живильника полум'я (а не від нагрітої вище 600°С поверхні), 3) гладка поверхня забезпечується обертовими рухами сопла наплавної головки Предложений спосіб забезпечує слідуючу технічну результативність 1) відпадає необхідність в попередньому нагріванні поверхні ремонтуємої кладки перед подаванням на неї суміші вогнетривких матеріалів з паливними складовими, т є має місце спрощення (скорочення) процесу А також відпадає необхідність у використанні ВІДПОВІДНОГО обладнання для цього, 2) суміщення операцій нагріву відновлюваної поверхні з розплавленням вогнетривких складових суміші факелом з температурою 2000 3000°С забезпечує скорочення тривалості процесу, отже й зниження енергоємності процесу, 3) зниження часу на відновлення завдяки відсутності режиму зниженої продуктивності, 4) отримання однорідного кристалічного міцного ремонтного шару Вищевказане свідчить про те, що між сукупністю суттєвих ознак предложеного способу та забезпечуваною технічною результативністю наявний причинно-слідчий зв'язок якщо операції нагрівання відновлюваної поверхні не сумістити з операцією розплавлення вогнетривких складових, то їх сумарна тривалість більша, ніж тривалість останньої операції, що зв'язана з використанням температурного факела Крім того, відсутній режим зниженої продуктивності Суть предложеного способу міститься у слідуючому Поверхню кладки, що підлягає відновленню методом керамічного наплавлення, попередньо очищають від грязі та сторонніх речей На очищену поверхню подають суху суміш вогнетривких матеріалів з паливними складовими до заповнення зношеного об'єма кладки, що відновлюється, за допомогою сопла наплавної головки, яке виконує обертові рухи Одночасно нанесені вогнетривкі матеріали розплавляють факелом, який має температуру 2000-3000°С, до утворення аморфного, склоподібного покриття та нагрівають поверхню до моменту досягнення пластичного стану і сплавлюють цю поверхню з нанесеним шаром вогнетривких складових з утворенням при твердінні і перекристалізації монолітної структури з гладкою поверхнею, аналогічною матеріалам кладки спеченого поверхневого шару з підвищеною адгезією до вогнетривкої кладки завдяки фазовим змінам у нанесеному шарі Розплав S1O2 -> а-кристобаліт + тридимит, Розплав АЬОз -> а-глинозем (корунд), Розплав (S1O2+AI2O3) -> муліт Представлений спосіб реалізується у пристрої, схема якого представлена на малюнку (фіг) Пристрій містить у собі живильник 1, в який завантажується суміш вогнетривких матеріалів з паливними складовими (торкрет-маса), трубопровід 2, технологічний трубопровід 3, наплавна головка 4, трубопровід 5 подавання кисню, трубопровід 6 стислого повітря, пристрій 7 регулювання подавання стислого повітря, пристрій 8 регулювання подавання кисню В наплавній головці передбачена камера змішування суміші, стислого повітря та кисню Для здійснення способу використовують суміш вогнетривких матеріалів з паливними складовими Як вогнетривкі матеріали використовують природні матеріали, такі як S1O2, АЬОз або їх сполучення, що містяться у складі кладки, наприклад AI2S12O7 Як паливні матеріали використовують алюмінієвий порошок (ДЕСТ 5494-71Е), кремній дрібнозернистий (ТУ 6-02-5-23-87) Приведемо приклад здійснення предложеного способа На Чупаховському цукровому заводі проведений ремонт печі Поверхню кладки, що підлягала, відновленню, очистили від ушкодженої цегли, залишків шлаку, мертеля, та ш за допомогою стислого повітря і пневмомолотка Відрегулювали пристрій для ремонту кладки За допомогою від 42204 критого полум'я (іскри) запалили факел і подавали через сопло наплавної головки, яке виконує обертові рухи, суміш вогнетривкого матеріала (S1O2+AI2O3) кремнієвим та алюмінієвим порошком із швидкістю 1,5 кг/хв до заповнення зношеного об'єму кладки й одночасно нагрівали кладку, що підлягала ремонту й суміш, що подавалась, до розплавлення вогнетривких матеріалів суміші з утворенням склоподібного покриття, що має рівну поверхню та після перекристалізації - аналогічний матеріалу кладки фазовий склад - тридимит та мул іт Спосіб, предложений вище, має промислове використання, тому що для його здійснення застосовуються ВІДОМІ промислові матеріали, обладнання й технологія Про це ж свідчить його реалізація для відновлення печей Чупахівського цукрового заводу, ВАТ "Донецький металургійний завод", КДГМК "Криворіжсталь" та інших заводів У тому вигляді, як представлений формулою винаходу, спосіб працездатний та забезпечує досягнення очікуваного технічного результату кислород • с эюаты О ёд »• • торкрет-масса Фіг. ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку Обсяг с)бл -вид арк 2002 р Формат 60x84 1/8 Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вулі Горького, 180 (044) 268-25-22