Спосіб відновлення футерівки камери горіння повітронагрівача доменної печі

Реферат: Спосіб відновлення камери горіння повітронагрівача доменної печі включає змішування вогнетривких компонентів, одержання вогнетривкої маси, подачу вогнетривкої маси за допомогою торкретування в місця зношених ділянок футерівки, і двостадійне нагрівання з витримкою при температурі нагрівання. Вогнетривку масу одержують наступного складу, мас. %: оксид алюмінію (Аl2О3) не більше 32,0-38,0; оксид кальцію (СаО) 7,0-9,0; оксид кремнію (SiO2) 40,0-47,0 фракцією 0-3 мм, вологістю 7,0-10,0 %, а нагрівання маси на першій стадії ведуть до температури 120-150 °C із витримкою 8-10 годин. UA 78017 U (12) UA 78017 U UA 78017 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до чорної металургії, зокрема до відновлення футерівки внутрішньої бічної камери горіння повітронагрівачів доменної печі. Тривалість роботи повітронагрівачів становить 7,5-8,0 років, безаварійна тривалість роботи вдвічі менше. Найбільше у важких температурних умовах і зміні тиску перебуває футерівка камери горіння, особливо в її нижній частині, де при спалюванні палива вхідні продукти горіння ударяються у футерівку й під впливом перемикань повітронагрівачів з газового періоду на дуттьовий період, вогнетриви випробовують більші перепади тиску й температури на поверхні камери горіння як усередині, так і зовні (периферії) камери горіння. У результаті після експлуатації декількох років у футерівці камери горіння утворюються тріщини й далі - наскрізні отвори, через які незгорілі продукти горіння надходять у піднасадочний пристрій, так зване "коротке замикання", що призводить до необхідності зупинки повітронагрівача на передчасний ремонт. Відомий спосіб відновлення й захисту футерівки відомого повітронагрівача із внутрішньою бічною камерою горіння (SU, № 1368332 А1, кл. С21В 9/02, опубл. 23.01.1988 p.), що включає формування зазору між стіною камери горіння й стіною камери насадки для руху через нього газоподібних теплоносіїв, а між камерами горіння й насадки виконують футерівку у вигляді клинів з виступами, що фіксують зазор між камерами горіння й насадки й між ними й клинами, 3 при цьому зазор виконують величиною, рівною (2,5-5,5) 10- внутрішнього діаметра камери насадки. Сформований зазор забезпечує всебічне омивання газоподібними теплоносіями футерівки стін камери горіння, що запобігає виникненню термічних напруг у футерівці. Однак наявність зазору виключає можливість здійснити перев'язку цегл футерівки стін окремо розміщеної камери горіння, що призводить до нахилу камери горіння у бік камери насадки й, як наслідок, до появи тріщин у радіальних стінах камери горіння. Відомий спосіб відновлення й захисту футерівки камери горіння відомого повітронагрівача доменної печі (SU, 1726526 А1, кл. С21В 9/02, опубл. 15.04.1992 p.), що включає заповнення щілин між вогнетривкими виробами футерівки каоліновою ватою. Відомий спосіб дозволяє зменшити перепад температури на стіні між камерою горіння й камерою насадки, але не усуває ефект "короткого замикання". Крім того, при заповненні щілин у футерівці камери горіння потрібне охолодження футерівки і її розбирання по всій висоті камери, що ускладнює й здорожує ремонт повітронагрівача. Найбільш близьким аналогом пропонованої корисної моделі є спосіб відновлення футерівки елементів устаткування доменної печі, зокрема камери горіння повітронагрівача (RU, № 2225884 С2, кл. C21D 7/06, опубл. 27.09.2003 г.), що включає змішування вогнетривких компонентів, одержання вогнетривкої маси у вигляді суміші алюмокарбідокремнієвого складу вологістю 5,0-6,0 %, установку шаблона в районі ушкодженої ділянки футерівки, подачу вогнетривкої маси в шаблон за допомогою торкретування в місця зношених ділянок футерівки, нагрівання на першій стадії до температури 150-180 °C і витримку при цій температурі протягом 10-24 годин, зняття шаблона й продовження нагрівання на другій стадії до температури 8001000 °C з витримкою при цій температурі протягом 10-12 годин. Відомий спосіб не забезпечує досягнення необхідного технічного результату по наступних причинах: - дорога вогнетривка маса через присутність в її складі великої кількості кремнію (Si) - 50,060,0 мас. %; - необхідність нагрівання до високих температур обробки маси як на першій стадії, не менш 150 °C, так і на другій - до 1000 °C, що подовжує строк ремонту повітронагрівача; - установка шаблона є трудомісткою операцією в малому обсязі камери горіння, а також не забезпечує можливості багаторазового відновлення зношених ділянок футерівки, що приводить до зменшення строку експлуатації повітронагрівача. В остаточному підсумку значна тривалість ремонту до 24 годин призводить до зниження температури нагрівання гарячого дуття й, як наслідок, до перевитрати коксу в доменній печі. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення способу відновлення футерівки камери горіння повітронагрівача доменної печі, у якому за рахунок нових технологічних параметрів забезпечується можливість багаторазового відновлення зношених ділянок футерівки й прискорення ремонту камери горіння, що приводить до збільшення строку експлуатації повітронагрівача при підвищенні температури нагрівання дуття. Поставлена задача вирішується тим, що в способі відновлення камери горіння повітронагрівача доменної печі, що включає змішування вогнетривких компонентів, одержання вогнетривкої маси, подачу вогнетривкої маси за допомогою торкретування в місця зношених ділянок футерівки і двостадійне нагрівання з витримкою при температурі нагрівання, згідно з 1 UA 78017 U 5 10 15 20 25 30 корисною моделлю, вогнетривку масу одержують наступного складу, мас. %: оксид алюмінію (Аl2О3) не більше 32,0-38,0; оксид кальцію (СаО) 7,0-9,0; оксид кремнію (SiO2) 40,0-47,0 фракцією 0-3 мм, вологістю 7,0-10,0 %, а нагрівання маси на першій стадії ведуть до температури 120-150 °C із витримкою 8-10 годин. Суть пропонованого способу пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 схематично показана камера горіння повітронагрівача доменної печі після відновлення футерівки; на фіг. 2 - розріз по А-А на фіг. 1. На кресленнях показані: повітронагрівач 1; пальниковий пристрій 2; відділювальний шибер 3; вентилятор 4; люк 5; шланг 6; торкрет-установка 7; футерівка 8 камери горіння; щілина 9; торкрет-маса 10; камера 11 горіння; димовий патрубок 12; димовий клапан 13. Спосіб здійснюють таким чином. Проводять теплотехнічне дослідження режиму горіння повітронагрівача 1 і, у випадку виявлення у відхідних продуктах горіння в димовому патрубку 12 перед димовим клапаном 13 ненормативного вмісту СО, СО2 і О2, повітронагрівач зупиняють для огляду камери 11 горіння, для чого її прохолоджують, очищають від шлаків, шматків футерівки. У випадку виявлення у футерівці 8 камери горіння щілин 9 або отворів, їх заповнюють торкрет-масою 10 за допомогою торкрет-установки 7. Вогнетривку масу одержують складом, мас. %: оксид алюмінію (Аl2О3) не більше 32,0-38,0; оксид кальцію (СаО) 7,0-9,0; оксид кремнію (SiO2) 40,0-47,0 фракцією 0-3 мм вологістю 7,010,0 % за рахунок подачі води в торкрет-установку 7 (розчин консистенції рідкої сметани). На очищену поверхню зношених ділянок футерівки камери 11 горіння наносять за допомогою торкретування підготовлену торкрет-масу, для чого в торкрет-установку 7 подають стиснене повітря тиском до 5 атм, яку направляють через шланг 6 і розприскують за допомогою сопла на футерівку камери 11 горіння. Після схоплювання торкрет-маси з футерівкою її нагрівають до температури 120-150 °C і витримують протягом 8-10 годин. Потім нагрівають камеру 11 горіння до температури 1000 °C і витримують при цій температурі. Термостійкість торкрет-маси становить більше 20 повітряних теплозмін при температурі використання до 1300 °C. Приклад. Відновлення футерівки камери горіння повітронагрівача доменної печі пропонованим способом здійснювали в умовах доменного цеху. У таблиці представлена технічна характеристика повітронагрівача. Таблиця Найменування Тривалість експлуатації повітронагрівача висота діаметр зовнішній діаметр внутрішній площа нагрівання насадки Камера горіння: форма перерізу висота площа перерізу обсяг товщина стін (2-х окатів) Витрата: доменного газу дуття Температура дуття Склад продуктів горіння на димовому клапані: СО О2  Одиниця виміру Рік Величина 5,5 мм мм мм 2 м 2 м мм 2 м 3 м мм 40200 8990 7300 27800 коло 32790 4,3 141 345345 3 м /год. 3 м /хв °С 35000 2100 900/1050 % 1,5/0,0 6,0/2,0 1,4/1,1 35 Чисельник - режим роботи "коротке замикання", знаменник - нормальний режим роботи з відновленою футерівкою пропонованим способом. 2 UA 78017 U 5 10 З таблиці видно, що при режимі "коротке замикання" температура дуття значно знижується, а вміст Со і О2 (%) - підвищується. Це приводить до зниження температури нагрівання гарячого дуття й, як наслідок, до зниження продуктивності доменної печі. Гарячий ремонт камери горіння з відновленням футеровки пропонованим способом забезпечує підвищення температури нагрівання гарячого дуття й зниження в продуктах горіння вмісту СО і О2. Таким чином, використання пропонованого способу забезпечує можливість багаторазового відновлення зношених ділянок футерівки й прискорення ремонту камери горіння, що приводить до збільшення строку експлуатації повітронагрівача при підвищенні температури нагрівання дуття. При цьому суттєво знижуються трудовитрати й зменшується витрата вогнетривів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Спосіб відновлення камери горіння повітронагрівача доменної печі, що включає змішування вогнетривких компонентів, одержання вогнетривкої маси, подачу вогнетривкої маси за допомогою торкретування в місця зношених ділянок футерівки і двостадійне нагрівання з витримкою при температурі нагрівання, який відрізняється тим, що вогнетривку масу одержують наступного складу, мас. %: оксид алюмінію (Аl2О3) не більше 32,0-38,0; оксид кальцію (СаО) 7,0-9,0; оксид кремнію (SiO2) 40,0-47,0 фракцією 0-3 мм, вологістю 7,0-10,0 %, а нагрівання маси на першій стадії ведуть до температури 120-150 °C із витримкою 8-10 годин. 3 UA 78017 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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 4