Спосіб відновлення вогнетривкої кладки промислових печей керамічним наплавленням, установка для здійснення цього способу та спосіб виготовлення суміші для керамічного наплавлення

1. Спосіб відновлення вогнетривкої кладки промислових печей керамічним наплавленням, що полягає у спалюванні паливних компонентів суміші для керамічного наплавлення у струмені кисню з утворенням факела, розплавленні вогнетривких порошків суміші за допомогою цього факела з одночасним оплавленням поверхневого шару відновлюваної ділянки кладки і її відновленням розплавом вогнетривких порошків, який відрізняється тим, що суміш для керамічного наплавлення піддають дії слабкого імпульсного магнітного поля. 2. Установка для здійснення способу за п. 1, що містить живильник суміші для керамічного наплавлення, торкрет-фурму, один із входів якої підключений до джерела стисненого кисню, а другий - до виходу живильника, і систему трубопроводів з ре C2 2 (11) 1 3 76057 4 цього способу містить живильник торкрет-суміші, цьому на факел діють хвильовим енергетичним оснащений інжектором, джерела стиснутих кисню полем, утвореним концентрованими акустичними та інертного газу, торкрет-фурму (спис), сполучні коливаннями; установка для здійснення цього спотрубопроводи з регулювальною арматурою і сиссобу містить живильник суміші для керамічного тему безпеки, яка має функцію відключення дженаплавлення, джерело стисненого кисню, систему рела кисню і продування інертним газом трубосполучних трубопроводів і торкрет-фурму з сопроводу транспортування торкрет-суміші [див. пат. плами виходу торкрет-суміші та кисню, при цьому Великобританії №2180047, кл. F27D1/16, 1987р.]. біля вказаних сопел розташовані генератори акуДо недоліків цього способу слід віднести стичних коливань, енергія яких спрямована в назначні втрати суміші при здійсненні наплавлення, прямку торкрет-факела [див. авт. св. СРСР обумовлені недостатньою адгезією розплаву во№1208887, кл. F27D1/16, 1984р.]. гнетривких порошків до матеріалу кладки, При цьому способі дещо інтенсифіковане згопідвищену пористість наплавленого шару і, як ряння паливних матеріалів, що слугує деякому наслідок, його знижену міцність. Установка для зменшенню пористості наплавленого шару і здійснення цього способу характеризується підвищенню його міцності, але такий спосіб складністю конструкції. супроводжується сильним шумоутворенням, крім Відомий спосіб відновлення вогнетривкої того, при цьому способі, як і при вищезазначених, кладки металургійних агрегатів циліндричної форзалишаються без якісної зміни фізичні власності і ми, що характеризується подаванням вогнетривкознижені технологічні характеристики торкретго порошку закрученим струменем у факелі пасуміші, а здійснення керамічного наплавлення ливно-кисневої торкрет-фурми за допомогою супроводжується значними втратами суміші та установки циклонно-факельного торкретування кисню. Таким чином, відомий спосіб [див. авт. св. СРСР №381687, кл. С21С5/44, характеризується пониженою ефективністю. 1973р.]. Вихідним у винахідницькому задумі було завНедоліками цього способу є звужена область дання вдосконалення способу відновлення застосування, низька якість наплавленого шару, вогнетривкої кладки промислових печей збільшені втрати палива, кисню та вогнетривкого керамічним наплавленням шляхом усунення порошку. недоліків прототипу, яке забезпечує підвищення Також відомий спосіб відновлення ефективності способу. Поставлене завдання вогнетривкої кладки шляхом подавання до торвирішене таким чином, що в способі, який полягає крет-фурми вогнетривкої суміші (маси) і транспору спалюванні паливних компонентів суміші для тування її в факелі до відновлюваної кладки, при керамічного наплавлення у струмині кисню з утвоцьому між соплом торкрет-фурми і відновлюваною ренням факела, розплавленні вогнетривких кладкою створюють постійне електричне поле; в порошків суміші за допомогою цього факела з одустановці для здійснення цього способу сопло ночасним оплавленням поверхневого шару торкрет-фурми і каркас печі підключені до відновлюваної ділянки кладки і заплавленні її пошрізнойменних полюсів джерела постійної напруги коджень розплавом вогнетривких порошків, суміш [див. авт. св. СРСР №334464, кл. F27B3/14, для керамічного наплавлення піддають дії 1972р.]. імпульсного слабкого магнітного поля (ІСМП). Цей спосіб повинен був підвищити стійкість Запропоноване технічне рішення фунтується наплавленого шару, але значна пористість цього на явищі якісних змін під дією ІСМП фізичних влашару не дозволяє досягти бажаного результату, стивостей матеріалів, здатних відгукуватися на крім того, даний спосіб відрізняє низький ККД. таку дію. Відомий аналогічний спосіб відновлення Для здійснення цього способу в установці, що вогнетривкої кладки металургійних агрегатів містить живильник суміші для керамічного наплавкерамічним наплавленням, при якому торкретлення, торкрет - фурму, один із входів якої факел піддають дії хвильового енергетичного попідключений до джерела стисненого кисню, а друля; в установці для здійснення цього способу торгий - до виходу живильника, і систему крет-фурма оснащена хвильовими трубопроводів з регулювальною арматурою та випромінювачами спрямованої дії [див. авт. св. контрольно-вимірювальними приладами, провеСРСР №768819, кл. F27D1/16, 1980р.]. дене таке конструктивне перетворення (відміна): в Міцність наплавленого шару при цьому лінії переміщення суміші для керамічного наплавспособі дещо вища, ніж при вищезазначених, але лення встановлений генератор ІСМП. Додаткова даний спосіб характеризується низьким ККД у відміна полягає в тому, що місцем розташування зв'язку з розсіюванням енергії поля по всьому вказаного генератора може бути пристрій заванагрегатові. таження живильника сумішшю для керамічного Як прототип прийнятий спосіб відновлення наплавлення, або вихід живильника, або вогнетривкої кладки промислових печей трубопровід, що з'єднує живильник із торкреткерамічним наплавленням, що полягає у фурмою, або вхід суміші до торкрет-фурми, або спалюванні паливних компонентів суміші для вихід суміші з неї. керамічного наплавлення у струмині кисню з утвоСпосіб виготовлення суміші для керамічного ренням факела, розплавленні вогнетривких наплавлення шляхом подрібнення її компонентів, порошків суміші за допомогою цього факела з одпросіювання, дозування і розфасовування суміші ночасним оплавленням поверхневого шару включає додаткову операцію - суміш до (після) відновлюваної ділянки кладки і заплавленні її пошоперації розфасовування піддають дії ІСМП. коджень розплавом вогнетривких порошків, при Вищевказаними відмінами в сукупності зі 5 76057 6 спільними для прототипу і запропонованих спосоіншому місці в лінії переміщення торкрет-суміші, а бу відновлення вогнетривкої кладки промислових саме: на виході живильника 1 (фіг. 2), на печей керамічним наплавленням , установки для трубопроводі 10, яким живильник 1 з'єднаний з здійснення цього способу та способу виготовлення торкрет-фурмою 2 (фіг. 3), у торкрет-фурмі 2 на суміші для керамічного наплавлення вході (фіг. 4), на виході (фіг. 5). забезпечується технічна результативність При здійсненні запропонованого способу підвищення ефективності керамічного наплавленвживається відома суміш для керамічного наплавня шляхом дії на суміш ІСМП. лення, до складу якої входять паливні компоненти Суть запропонованого технічного рішення (порошки алюмінію, кремнію, титану тощо) і пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 схематичвогнетривкі порошки (кварцовий пісок, мелені шано зображена установка для відновлення мот, динас тощо). вогнетривкої кладки промислових печей Відновлення вогнетривкої кладки промислових керамічним наплавленням з розміщенням генерапечей керамічним наплавленням за допомогою тора ІСМП у пристрої завантаження живильника запропонованої установки здійснюється таким торкрет-сумішшю; на фіг. 2 - фрагмент цієї устачином. новки з розміщенням указаного генератора на У вихідному положенні живильник 1 виході живильника; на фіг. 3 - фрагмент установки відключений від джерела 4 стисненого повітря з розміщенням генератора на трубопроводі, який перемикачем 18, торкрет-фурма 2 відключена від з'єднує живильник із торкрет-фурмою; на фіг. 4 джерела 3 стисненого кисню перемикачем 19. фрагмент установки з розміщенням генератора на Спочатку через пристрій 6 живильник 1 вході суміші до торкрет-фурми; на фіг. 5 - фрагзавантажується торкрет-сумішшю, після чого він мент установки з розміщенням генератора на герметизується. За допомогою перемикача 19 із виході суміші з торкрет-фурми. джерела 3 по трубопроводу 12 до торкрет-фурми Установка для відновлення вогнетривкої клад2 подається стиснений кисень, а за допомогою ки промислових печей керамічним наплавленням перемикача 18 із джерела 4 по трубопроводу 5 до містить живильник 1 торкрет-суміші , торкретживильника 1 - стиснене повітря, під дією якого фурму 2, джерело 3 стисненого кисню. При суміш із живильника 1 по трубопроводу 10 використанні камерного насоса як живильника 1 переміщується до торкрет-фурми 2. У торкретвін підключений до джерела 4 стисненого повітря фурмі суміш збагачується киснем і витікає з вихо(компресора чи пневмомагістралі) за допомогою ду 13. При цьому переміщенні торкрет-суміш трубопроводу 5. Живильник 1 обладнаний піддається дії ІСМП. Потік торкрет-суміші пристроєм 6 завантаження його торкрет-сумішшю, спрямовується на пошкоджену ділянку кладки, від в цьому пристрої встановлений генератор 7 ІСМП. теплової дії якої паливні компоненти суміші спаВихід 8 живильника 1 підключений до входу 9 торлахують з утворенням факела. Протікаючи через крет-фурми 2 за допомогою трубопроводу 10. цей факел, вогнетривкі порошки суміші розплавДжерело 3 стисненого кисню (балон чи киснева ляються, одночасно розм'якшується ділянка кладмагістраль) підключене до входу 11 торкретки, з якою цей факел контактує. Розплавом вофурми 2 за допомогою трубопроводу 12. Торкретгнетривких порошків суміші заплавляються фурма 2 має вихід 13 торкрет-суміші, збагаченої тріщини, сколи, раковини і т.п. пошкодження кладкиснем. Джерело 4, живильник 1, джерело 3 і ки. трубопровід 12 оснащені контрольноСуміш для керамічного наплавлення вимірювальними приладами - манометрами 14 виготовляється в такій послідовності: подрібнення 17, на трубопроводах 5, 12 встановлена її компонентів, просіювання їх за крупністю, дозувідповідна регулювальна арматура - перемикачі вання цих компонентів, змішування їх, фасування і 18, 19. пакування суміші; перед фасуванням торкретТрубопроводи 5, 10, 12 доцільно виготовити у суміші чи після нього її піддають дії ІСМП. вигляді гнучких шлангів. Для оснащення дільниці виготовлення суміші Як генератор ІСМП може бути використаний, придатне технологічне устаткування будь-якої наприклад, соленоїд блоку ОИМП-101 ГМ конструкції: дробарка, грохот, дозатор, змішувач, 579.10.000 конструкції Нижегородського державнофасувально-пакувальний автомат та вищезазнаго університету, РФ, що має технічну характеричений генератор ІСМП. стику: Завдяки дії ІСМП суміш для керамічного нанапруга живлення - 220 В; плавлення набуває таких якісно кращих властивочастота - 5 0 Гц; стей: розміри робочої камери соленоїда: 1) підвищена текучість; діаметр - 60 мм; 2) прискорені розплавлення вогнетривких довжина - 200 мм. порошків суміші і розм'якшення відповідної ділянки Торкрет-суміш піддають дії ІСМП при такому кладки завдяки більш повному згорянню паливних режимі: компонентів суміші; - частота проходження імпульсів - 0,5 Гц; 3) зменшені до 30 % втрати суміші при - робоча ємність - 100 мкФ; здійсненні керамічного наплавлення завдяки - амплітуда імпульсу - 2,7.10-5 А/м; підвищенню адгезії її розплаву до матеріалу клад- тривалість дії - 2 і 4 хвилини; ки; - крутизна переднього фронту імпульсу - 180 4) зменшена пористість наплавленого шару і мкс. підвищена його міцність. У результаті дії ІСМП на Генератор 7 ІСМП муже бути розміщений на суміш для керамічного наплавлення рівень її 7 76057 8 в'язкості, виміряний за допомогою прямого круматеріалі ефекту пам'яті про дію на нього ІСМПтильного низькочастотного маятника, задемпфоЗапропоноване технічне приизначене для ваного сумішшю, зменшився більш ніж на 40 % відновлення вогнетривкої кладки промислових відносно вихідного рівня (до дії ІСМП). Відповідно печей керамічним наплавленням і може бути випідвищилась її текучість. користане в коксохімічній, металургійній, Після дії на суміш ІСМП до 16 % зменшилася скловарній та інших галузях промисловості.· пористість наплавленого шару, визначена за меУстановка для здійснення заявленого способу, тодикою JIS R 2205 (1958) [див. довідник "Огнедільниця виготовлення суміші для керамічного упоры", М., Видавництво "Металургія", 1967 р., с. наплавлення в тому вигляді, як вони 19-21.], а його міцність на стиск, визначена за меохарактеризовані в формулі винаходу, можуть тодикою JIS R 2206 (1958) [там же, с.21-23], бути виготовлені з використанням відомих констзбільшилася на 14 %. руктивних матеріалів і напівфабрикатів, технології, Якісно нові фізичні властивості, набуті сипким устаткування та технічних засобів. матеріалом завдяки дії на нього ІСМП, Запропоновані спосіб і установка для його зберігаються не тільки протягом тривалого часу, а здійснення описаної конструкції та спосіб виготовй після зміни його агрегатного стану, а саме: після лення суміші для керамічного наплавлення у 2004 переходу сипкого матеріалу із твердого стану в р. пройшли успішні дослідно-промислові випробурідкий під час наплавлення, а потім - у твердий в вання на ВАТ „Авдіївськйй коксохімічний завод" і результаті затвердіння розплаву з утворенням ВАТ „Донецьккокс". наплавленого шару, що свідчить про наявність у Комп’ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9 76057 10