Преимущества применения безобжиговых огнеупорных бетонов
Экономия до 50% энергозатрат на изготовление огнеупорного изделия
Сокращение в 2-3 раза времени производства работ и уменьшение трудоёмкости работ по футеровке на 25-40%
Возможность получения качественного футеровочного материала - огнеупорного бетона, обладающего повышенными термомеханическими свойствами
Из оборудования для изготовления огнеупорного бетона достаточно смесителя принудительного действия и вибратора
Универсальная технология изготовления бетона позволяет, меняя компоненты смеси, придавать формуемым массам заданные технологические свойства
Возможность изготовления футеровочных блоков сложной формы без нарушения герметичности футеровки
Сокращение времени простоя при экстренном ремонте за счёт быстрого (12- 24 часа) набора огнеупорным бетоном рабочей прочности
Возможность производства футеровочных работ при отрицательных температурах до -25°С
Огнеупорные лёгкие бетоны безобжигового твердения
Огнеупорные лёгкие бетоны безобжигового твердения (ОБЛ-1, ОБЛ-2, ОБЛ-3, ОБЛ-4, ОБЛ-5) предназначены для изготовления огнеупорных и теплоизоляционных материалов. Эти бетонные смеси, также как и смеси конструкционных бетонов позволяют изготавливать изделия, по безобжиговой технологии, поэтому обладают теми же преимуществами перед легковесными огнеупорами, изготавливаемыми по традиционной обжиговой технологии.
Огнеупорные растворы
Огнеупорные растворы обычно приготовляют из готовых мелкозернистых сухих смесей (мертелей), воды (400, 500 или 600 л на 1 мЗ сухого мертеля) при перемешивании в растворомешалке. Для увеличения пластичности к растворам добавляют небольшое количество пластификаторов (огнеупорную глину, кальцинированную соду). Для швов толщиной до 1 мм применяют жидкий раствор, толщиной 2 мм — полугустой и толщиной 3—4 мм — густой. Величина зерен, идущих на приготовление раствора, должна быть в 1,5—2 раза меньше толщины шва. Большинство огнеупорных растворов имеет малую прочность, и швы являются местом, наиболее слабым и проницаемым для газов, расплавленного металла и шлаков, и делаются как можно тоньше. Поэтому необходимо следить за соблюдением их заданной толщины, перевязкой и полным заполнением раствором
Огнеупорные защитные обмазки.
Применение защитных покрытий и пропиток позволяет как на вновь сложенных, так и на работающих печах повысить механическую и термическую прочность поверхностного огневого слоя футеровки, придать ей отражательную способность, залечить микротрещины, уменьшить поверхностную пористость футеровки, улучшить герметизацию печного пространства. Все это приводит к уменьшению потери тепла и как следствие уменьшению расхода энергоносителя (газа, электроэнергии), увеличению устойчивости кладки по отношению к дымовым газам и, в конечном итоге, увеличению срока службы футеровки.
46. Строительные материалы и металлы, применяемые в печестроеиии.
Кроме огнеупорных и теплоизоляционных изделий для промышленных печей применяют строительный (красный) кирпич. Его используют для строительства фундаментов, боровов, выстилки подов, низкотемпературных печей и сушил. Для футеровки стволов дымовых труб применяют специальный лекальный кирпич. Допустимая температура применения строительного кирпича 600°С, средний коэффициент теплопроводности 0,8 Вт/(м-К), объемная масса 1800 кг/мЗ. Силикатный кирпич используют для постройки дымовых труб низкотемпературных печей, а клинкерный применяют для футеровки боровов и дымовых труб, температура газов в которых до 900°С. Бутовый камень (массой 15—40 кг) получают из кусков горных пород. Песчаниковый камень применяют до температур 600 °С, а известковый до 200 °С. Из них строят фундаменты печей, подпорные стены и различные коммуникации. Обычные строительные бетоны изготовляют из вяжущих (цемента), воды и заполнителя (песка, щебня, гравия). Прочность заполнителя должна быть выше прочности проектируемого бетона. Основа бетонной смеси — цемент. Наиболее широкое распространение получил портландцемент. Из марок портландцемента 200, 250, 300, 400, 500 и 600 последние — лучшие. На базе портландцементов приготовляют бетоны с особыми свойствами: плотные, водонепроницаемые, морозостойкие, пластифицированные и др. Для изоляции от грунтовых вод в печных конструкциях используют гидроизоляционные материалы: толь, кровельный картон, пропитанный мягкими нефтяными битумами, борулин (асбестовое волокно, пропитанное битумами) и др. Для защиты от атмосферной коррозии каркасов печей, воздухо- и газопроводов применяют лаки (например, масляный), для горячих поверхностей применяют краски.
Малоуглеродистые и среднеуглеродистые стали используют в печестроении для возведения наружных металлоконструкций (каркасов, кожухов печей, площадок и т. п.). Стали марки Ст2, СтЗ и др. применяют в виде стальных листов толщиной от 4 до 30 мм (для особо ответственных кожухов печей). Обычные стали и чугуны используют при температурах до 300—400 °С. С повышением температуры происходит интенсивное окисление металла, и условия эксплуатации узлов и деталей печей осложняются. Поэтому возникает необходимость применения легированных и высоколегированных сталей и сплавов. К высоколегированным сталям условно отнесены сплавы с содержанием в них железа более 45 %, а легирующих элементов (в сумме) не менее 10 % при содержании одного из элементов не менее 8 % по нижнему пределу. В зависимости от основных свойств стали и сплавы подразделяют на группы. Наиболее применяемые для промышленных печей— стали и сплавы жаростойкие (группа II) и жаропрочные (III). Жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы обладают стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температурах выше 550 °С и могут работать в ненагруженном или слабонагруженном состоянии. К ним относят хромистые стали. При содержании хрома от 6 до 14 % стали 15X5, 30X13 имеют ограниченную сопротивляемость окислению до 700 °С. При увеличении Сг > 15 % сопротивляемость стали 6X18 возрастает, и ее можно применять до 900 °С. Стали с содержанием углерода (до 0,15 %) хорошо обрабатываются, но сильно подвержены ползучести, что ограничивает их применение под нагрузкой. С повышением содержания хрома до 25—30 % стали 15X28, 15Х25Т имеют значительно большую сопротивляемость окислению, но их механическая прочность того же порядка. Теплопроводность хромистых сталей меньше, чем у обычных углеродистых, а у малолегированных она уменьшается с повышением температуры. Удельное электрическое сопротивление высокохромистых сталей намного больше, чем углеродистых. Среднелегированные стали хорошо свариваются электродами того же состава, но требуют специальных флюсов и отжига сварных швов. Высокохромистые стали лучше сваривать в подогретом состоянии хромоникелевыми электродами. Литые хромистые стали мало отличаются от кованых сплавов. С увеличением содержания углерода материал становится тверже, и при С « 1 °/о отливки очень трудно обрабатывать.
Таким образом, хромистые стали могут применяться там, где главным образом требуется сопротивляемость окислению, причем при температурах выше 800 °С их можно применять в совершенно ненагруженном состоянии. Значительное улучшение обрабатываемости сталей, их механических свойств при высоких температурах, особенно крипоустойчивости, получают путем добавления никеля в хромистые жаростойкие стали. Для деталей, работающих в печах под значительной нагрузкой (конвейеры, поддоны, ролики и др.), применяют стали и сплавы III группы — жаропрочные, к ним относят хромоникелевые стали. В печах с температурой до 800 °С можно применять хромоникелевые стали типа 18/8, которые отличаются друг от друга содержанием углерода, а также титана (до 0,8 %). Теплоемкость этих сталей существенно зависит от температуры, и при нормальной температуре равна 5-Ю2 Дж/(кг-К). Теплопроводность увеличивается с температурой и может быть описана выражением X = 15,5 + 15,1-10"3 Т, Вт/(м- К). Наиболее применяемыми из высоколегированных хромоникелевых сталей являются стали 20Х13Н18, 36Х28Н25С2, 20Х25Н20С2 с рабочей температурой до 1100°С. Хромоникелевые стали хорошо свариваются автогеном и электросваркой. Недостаток этих сталей — большой коэффициент линейного расширения и склонность к короблению по сравнению с хромистыми сталями, а также чувствительность к парам серы. Необходимо при выборе материала учитывать их дешевизну и недефицитность. Поэтому по возможности хромистые стали следует применять наравне с хромоникелевыми там, где отсутствует механическая нагрузка.
В печестроении применяют стальной прокат, листы, балки, трубы, а также поковки, чугунные и стальные отливки. Взамен дорогостоящих сталей находят применение жароупорные чугуны. Специальные хромоникелевые чугуны (Сг до 10 %, Ni до 20 %) удовлетворительно работают практически без окисления и коробления до 800 °С, а высокохромистые чугуны (Сг до 30 %) могут работать в ненагруженном состоянии до 1000 °С. Также используют алитированные стали (обычные стали с насыщением поверхностного слоя алюминием), в основой для деталей, не несущих нагрузок (контейнеров, пирометрических трубок и т. п.).