Спосіб розігріву нагрівальної печі з алюмосилікатних бетонів

Реферат: Спосіб розігріву нагрівальної печі з алюмосилікатних бетонів включає розігрів печі шляхом ступінчастого розігріву футерівки печі зі швидкостями, що змінюються при нагріванні. UA 74836 U (12) UA 74836 U UA 74836 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способів виготовлення й розігріву багатозонних методичних печей з алюмосилікатних бетонів і може бути використана в металургійній і іншій галузях промисловості. Відомий спосіб застосування для внутрішнього облицювання високотемпературних зон методичних печей із шамотної цегли, що характеризувався незадовільною стійкістю. Торцеві стіни й пальникові амбразури виявилися не досить стійкими через утворення тріщин, через які продукти горіння виходили назовні й розігрівали до червоного жару металеве обшивання. Склепіння методичних печей, викладені з ребристої шамотної підвісної цегли, укріплені металевими підвісками обвалювались у результаті прогоряння. Подину монолітної частини засипають від перегріву магнезитовим порошком. Сушіння бетону починають після досягнення проектної міцності. [Каплан В.Г., Спивак Э.И. Методика испытаний нагревательных печей. Металлургия, М.: 1970. - С. 325 - 329] Більше ефективні підвісні монолітні склепіння з вогнетривких мас і бетонів або блокові склепіння із двома анкерними підвісками. Бетон зі вмістом Аl 2О3 не менше 50 % має високу густину газу, гарні теплоізолюючі властивості; його стійкість перевершує стійкість склепіння з фасонних вогнетривів в 5-10 разів. Склепінні пальникові камені так само виконують із високоглиноземистого бетону на високоглиноземистому цементі. Їх готовлять попередньо й монтують разом з металевим пальником до виготовлення футерівки склепіння. [Аксельрод Л.И. Огнеупоры для промышленных агрегатов и топок. М.: Интермет Инжиниринг, 2002. - С. 222 - 223]. Найбільш близьким аналогом є спосіб розігріву нагрівальних колодязів з футерівкою з необпалених динасобетонних панелей, що включає розігрів печі до температури 1270-1330 °C шляхом ступінчастого розігріву футерівки печі зі швидкостями, що змінюються при нагріванні [SU 1413151 А1, МПК 5 C21D 9/70, опубл. 30.07.88]. Недоліки відомого способу полягають у тому, що в ньому передбачається використання необпалених динасобетонних панелей, при використанні яких через їхню високу теплопровідність (2,0 Вт/мк) спостерігаються значні втрати тепла через футерівку, отже, більші витрати тепла на опалення, що особливо не ефективно при високих температурах нагрівання й тривалій витримці. Крім того, необпалені динасобетонні панелі витримують тільки одну теплозміну, що знижує стійкість кампанії печі. Використання відомого способу для розігріву печі спричиняє збільшення витрати вогнетривів і енерговитрат у період пуску й роботи печі, збільшення строку уведення печі в експлуатацію. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення способу розігріву нагрівальної печі з алюмосилікатних бетонів, у якому за рахунок використання бетонів з низькою теплопровідністю й раціональним режимом нагрівання забезпечується зниження витрати вогнетривів і енерговитрат у період пуску й роботи печі, а також зниження строку уведення печі в експлуатацію. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб розігріву нагрівальної печі з алюмосилікатних бетонів, який включає розігрів печі до 1270-1330 °C шляхом ступінчастого розігріву футерівки печі зі швидкостями, що змінюються при нагріванні, згідно з корисною моделлю, розігрів нагрівальної печі з алюмосилікатних бетонів ведуть із витримкою при 130150 °C протягом 24 годин, при 320-350 °C протягом 24 годин, при 620-650 °C протягом 24 годин і при 1270-1300 °C протягом 14 годин. Доцільно підйом температури від 30 °C до 150 °C вести зі швидкістю 10 °C/год., від 150 °C до 320-350 °C зі швидкістю 25 °C/год., від 320-350 °C до 620-650 °C зі швидкістю 25 °C/год., від 620-650 °C до 1300 °C зі швидкістю 25 °C/год. Доцільно при розігріві печі після гарячого ремонту підйом температури від 30°C до 800 °C вести зі швидкістю 50 °C/год. і витримкою при температурі 1300 °C протягом 14 годин. Середня теплопровідність футерівки стін і склепіння з алюмосилікатних бетонів становить 1,05 Вт/мк (таблиця), що знижує втрати тепла футеровкою майже у два рази й, отже, знижується витрата палива. Крім того, у порівнянні з необпаленими динасовими панелями алюмосилікатні бетони витримують велику кількість теплозмін. Динасобетонні панелі витримують одну теплозміну, алюмосилікатні - 10 теплозмін. Це збільшує стійкість кампанії печі й дозволяє вести високотемпературні нагріви з більшими швидкостями й витримками. Спосіб виготовлення футерівки здійснюється в такий спосіб. Бетон, що поставляється в одноразових контейнерах типу «біг-бег», воложать (5-6% води) і подають у змішувач, де суміш перемішують і потім накачують для наливки робочого шару за допомогою віброшаблона, створюючи потрібну товщину футерівки. 1 UA 74836 U 5 10 15 20 25 30 Оскільки переваги наливних бетонів: суцільність, висока щільність, дрібнопориста структура створюють труднощі із сушінням футерівки товщиною до 250 мм, найважливішим елементом технології є процес сушіння й розігріву, що повинен забезпечити рівномірне видаленні вологи по всьому обсязі футерівки. При розігріві алюмосилікатних наливних бетонних вогнетривів повинні бути враховані гідратація, перетворення в цементі й тридимітизація кварцу (Si2) при температурах близько 300°C і 650 °C, у зв'язку із чим у графіку передбачається час витримки (припинення підйому температури). Межі вибраних швидкостей розігріву й витримки при досягненні температур обумовлені також з урахуванням модифікованих перетворень в алюмосилікатних бетонах такі як гідратація, перетворення в цементі й тридимітизація кварцу (Si2) при високих температурах. Розігрів печі після капітального ремонту здійснюється в такий спосіб. Піч завантажують до подини томильної зони слябами, включають тимчасові пальники в томильній зоні й ведуть сушіння за наступним режимом: - підйом температури від 30°C до 150 °C зі швидкістю 10 °C /год.; - витримка при 150 °C ± 30 °C протягом 24 годин; - підйом температури до 350 °C зі швидкістю 25 °C /год.; - витримка при температурі 350 °C ± 30 °C протягом 24 годин. Включають склепінні пальники й режим розігріву ведуть в наступному режимі: - підйом температури до 650 °C зі швидкістю 25 °C /год.; - витримка при температурі 650 °C± 30 °C протягом 24 годин; - підйом температури до 1300 °C зі швидкістю 25 °C /год. Графік розігріву печі після гарячого ремонту або холодного простою істотно скорочується, тому що вилучено вологу у футерівці й швидкість підйому температури складе: - підйом температури з 30°C до 800 °C зі швидкістю 35 °C/год.; - підйом температури з 800°C до 1300 °C зі швидкістю 50 °C /год.; - витримка при температурі 1300 °C протягом 14 годин. Приклад. Розігрів нагрівальної багатозонної печі з алюмосилікатних бетонів печі №1 стану 2300 ПАТ «ДМЗ». Технічні й теплотехнічні властивості вогнетривів печі наведені в таблиці. Режим сушіння й розігріву представлений на кресленні, де: поз. 1 - тривалість при пуску печі, поз. 2 - тривалість при гарячому ремонті. Загальна тривалість після капітального ремонту (графік 1) - 154 години (у зимовий період), після гарячого ремонту (графік 2) - 46 годин. 35 Таблиця Хімічні властивості, % Середнє значення Аl2О3 Si2 Са Fe2O3 Товщина бетону склепіння, мм стіни, мм 40 59.0 36.0 2.2 1.1 Фізичні властивості 2 Об'ємна щільність, г/см Відкрита пористість, % Межа міцності при стиску, МПа Лінійне розширення при 800-1200 °C Теплопровідність, Вт/м К Середнє значення 2,5 20 75 -0,1; +0,2 1,05 300 220 Після розігріву метал подається на прокатне поле стана. Ступінчасте нагрівання футерівки здійснюють зміною витрати природного газу на пальники. Контроль температури виконують за показниками термопар, установлених у верхніх зонах печі. Пропонований спосіб дозволяє скоротити загальний час нагрівання металу, зменшити ремонтні періоди, знизити витрати палива й вогнетривів, а також знизити строк уведення печі в експлуатацію. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 1. Спосіб розігріву нагрівальної печі з алюмосилікатних бетонів, що включає розігрів печі до 1271330 °C шляхом ступінчастого розігріву футерівки печі зі швидкостями, що змінюються при нагріванні, який відрізняється тим, що розігрів нагрівальної печі з алюмосилікатних бетонів 2 UA 74836 U 5 ведуть з витримкою при 130-150 °C протягом 24 годин, при 320-350 °C протягом 24 годин, при 620-650 °C протягом 24 годин і при 1270-1300 °C протягом 14 годин. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що підйом температури від 30 °C до 150 °C ведуть зі швидкістю 10 °C/год., від 150 °C до 320-350 °C зі швидкістю 25 °C/год., від 320-350 °C до 620650 °C зі швидкістю 25 °C/год., від 620-650 °C до 1300 °C зі швидкістю 25 °C/год. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при розігріві печі після гарячого ремонту підйом температури від 30°C до 800 °C ведуть зі швидкістю 50 °C/год. і витримкою при температурі 1300 °C протягом 14 годин. Комп’ютерна верстка M. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3