Спосіб гарячого ремонту вогнетривкої кладки нагрівальних печей методом керамічної наплавки

Изобретение относится к области металлургии, а именно, к способам горячего ремонта огнеупорной кладки нагревательных печей и может быть использовано в любой другой отрасли промышленности, где требуется ремонт поврежденной футеровки нагревательных печей. Известен способ горячего ремонта огнеупорной кладки нагревательных печей, заключающийся в распылении порошкообразной смеси огнеупорных материалов и окисляемого металла в потоке кислорода на горячую поверхность поврежденного участка кладки печи. При контакте этой смеси с горячей поверхностью происходит экзотермическая реакция окисления металлов. Под воздействием выделяющегося при этом тепла частицы огнеупорного материала расплавляются, а поверхность кладки ремонтируемого участка размягчается до пластического состояния и, сплавляясь вместе, они образуют монолитную кристаллическую структуру [1]. Недостатком этого способа является неудовлетворительное качество наплавки и поверхности покрытия. Наиболее близким к предлагаемому является "способ керамической наплавки, включающий подачу по технологическому трубопроводу к наплавочной головке и нанесение торкрет-массы в виде сухой смеси порошков огнеупорных материалов и топливных составляющих, преимущественно термоокисляющихся металлов, струей кислорода на предварительно зачищенную нагретую до температуры не менее 600°С поверхность ремонтируемой кладки, расплавление огнеупорных составляющих факелом с температурой 2000е...3000°С, размягчение поверхности ремонтируемой кладки до пластического состояния и их сплавление с образованием при затвердевании монолитной структуры [2]. Недостатком этого способа является недостаточное качество наплавки: шероховатость и пористость слоя наплавки, отсутствие товарного вида. Это обусловлено тем, что в способе отсутствует регулирование скоростей подачи смеси и кислорода, вследствие чего образуется аморфное, имеющее неровности стекловидное покрытие. В основу изобретения положена задача усовершенствовать способ горячего ремонта огнеупорной кладки нагревательных печей, в котором путем внесения преобразований в условия осуществления действий обеспечивается получение гладкого, прочного спеченного поверхностного слоя, имеющего улучшенный товарный вид и монолитную кристаллическую структуру, чем обуславливается расиш^ние технологических возможностей способа керамической наплавки. Поставленная задача решается тем. что в способе горячего ремонта огнеупорной кладки нагревательных печей методом керамической наплавки, включающем 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°С поверхность кладки, расплавление огнеупорных составляющих факелом с температурой 2000°С...3000°С, размягчение поверхности ремонтируемой кладки°до пластического состояния и их сплавление с образованием при затвердевании монолитной структуры, согласно изобретению подачу торкрет-массы к наплавочной головке осуществляют за счет давления сжатого воздуха в питателе, при этом дополнительно подключают после питателя к технологическому трубопроводу через регулирующее устройство трубопровод сжатого воздуха, кислород под-•ают 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 величина 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 стехловид-ное покрытие, затем снижают скорость подачи смеси, которую подают до получения гладкого спеченного поверхностного слоя, при этом продолжительность снижения скорости подачи смеси составляет не более четверти времени ее нанесения с повышенной скоростью. Предлагаемый способ обеспечивает получение гладкого прочного спеченного поверхностного слоя на отремонтированном участке кладки печи. Это обусловлено тем, что вследствие максимальной скорости подачи торкрет-массы в начальном этапе создается аморфное, имеющее неровности стекловидное покрытие, полностью заполняющее изношенный объем кладки, а затем при снижении скорости подачи смеси при сохранении расхода кислорода происходит качественное преобразование образовавшегося стекловидного покрытия в гладкий, спеченный поверхностный слой с повышенной адгезией к огнеупорной кладке ремонтируемого участка за счет фазовых изменений в нанесенном слое. При этом протекают следующие реакции фазообразования: Расплав SiO2-*a- кристобаллит +а -тридимит, расплав АІ 2О3 -* η -глинозем (корунд), расплав (SiO2 + АІ 2О3) -* муллит. Регулируемость скоростей подачи торкрет-массы, сжатого воздуха и кислорода обеспечивает расширение технологических возможностей способа. На чертеже показана схема установки для осуществления предлагаемого способа. Установка содержит питатель ΐ, в который загружается торкрет-масса. По трубопроводу 2 в питатель подают сжатый воздух, под воздействием которого торкрет-массу из питателя по технологическому трубопроводу 3 подают к наплавочной головке 4. По отдельному трубопроводу 5 к наплавочной головке подают кислород. К технологическому трубопроводу 3 через регулирующее устройство 7 подключен трубопровод подачи сжатого воздуха 6. На линии подачи кислорода 5 имеется регулирующее устройство 8. В камере смещения наплавочной головки 4 происходит интенсивное перемешивание потоков торкретмассы, сжатого воздуха и кислорода. На выходе из камеры смещения при контакте с раскаленной огнеупорной кладкой нагревательной печи смесь воспламеняется с образованием факела с температурой 2000-3000°С на расстоянии 20-40 мм от выходного отверстия камеры. Регулирующими устройствами 7 и 8 изменяют количество кислорода, подаваемого в трубопровод 5 и сжатого воздуха, подаваемого в трубопровод 3. Сухой огнеупорный порошок подается в смеси с металлическим порошком (топливным составляющим) и кислородом на предварительно зачищенную поверхность огнеупорной кладки с температурой не менее &00°С, в результате чего происходит термоокисление металлического порошка до температуры факела 20003000°С при контакте с горячей поверхностью кладки, расплавление частиц огнеупорного порошка и их сплавление с огнеупорами кладки. К технологическому трубопроводу подачи торкрет-массы от питателя к наплавочной головке после питателя через регулирующее устройство подключается трубопровод сжатого воздуха На отдельном трубопроводе, подающем кислород к наплавочной головке, устанавливается регулирующее устройство. С помощью регулирующих устройств на трубопроводах подачи кислорода и сжатого воздуха согласованно изменяют количество кислорода и сжатого воздуха, подаваемых по трубопроводам, что дает возможность изменять скорость подачи порошково-кислородно-воздушной смеси, изменяя производительность установки от минимальной до заданной величины. Изменение скорости подачи порошко-вовоздушной смеси и производительности установки дает возможность получать гладкую наружную поверхность наплавленного слоя при сохранении качества наплавки. Первоначально нанесение покрытия производится повышенной скоростью подачи смеси при наибольшей производительности установки, а затем скорость подачи смеси и производительность установки уменьшается и производится сглаживание поверхности, причем последний период составляет не более 1 /4 части от первоначального. Изменение величины скорости порошково-кислородно-воздушной смеси и производительности установки при постоянных размерах трубопроводов и выходного отверстия из наплавочной головки приведено в табл.1. Предложенный способ апробирован в промышленных условиях и показал высокую эффективность.