3. Футеровка вращающейся печи, назначение футеровки.

Футеровка вращающихся печей

По футеровке вращающуюся печь мокрого способа целесообразно разделить на 5 участков, каждый из которых требует свой огнеупор. В тех случаях когда используется гирляндная цепная завеса и температура материала на выходе из цепей ~ 90ºС, то второй участок отсутствует. На первом участке целесообразно в качестве футеровки использовать высокопрочный бетон на основе п/ц, который армируется при помощи Ме спиралей, кот привариваются к корпусу. Для увеличения износостойкости бетона от воздействия цепей в качестве наполнителя используют гранитный щебень и Ме стружку. На втором участке в качестве наполнителя также можно использовать гранит, цементную крошку и Ме стружку. В качестве связки используют жидкое стекло, а лучше всего глиноземистый цемент. Для того, чтобы ускорить процесс твердения бетона, его рекомендуется посыпать сверху негашеной извести, которая выполняет 2 функции: 1) известь отсасывает воду, => увеличивается жесткость бетона и его прочность, и плотность; 2) при гашении извести выделяется большое количество тепла, которое разогревает бетон и => ускоряется его твердение.

На втором участке для предохранения кирпича от воздействия цепей рекомендуется футеровку покрывать жаропрочными плитами. На третьем участке используется огнеупорный кирпич из шамота, который в основном состоит из SiO₂ и Al₂O₃. Этот кирпич обладает высокой огнеупорностью, прочностью и укладывается насухо или на жидкие цементоводные суспензии, которые служат только для выравнивания поверхности кирпича.

Шамотный огнеупор можно укладывать до t=1000…1100ºС, т.к. м-ал в основном состоит из CaO, который в смеси с SiO₂ и Al₂O₃ огнеупора дает расплав при t=1163ºС. И если увеличить температуру выше, то получившийся расплав перейдет в клинкер и буквально за несколько часов можно полностью растворить шамотный огнеупор. В зоне спекания, где образуется клинкерный расплав, устанавливается основной огнеупор, содержащий в основном (MgO) периклаз, т.к. клинкер является тоже основным, модуль основности ~ 2, то естественно он не будет вступать в реакцию с основным огнеупором и => разрушать его. Поэтому чем>MgO в огнеупоре, тем он более стоек по отношению к клинкеру.

Есть два участка печи, футеровка на которых достаточно часто разрушается. Это переходный участок после цепей и выходная или пороговая часть печи.

Разрушение футеровки переходного участка.

Перегрев и расширение корпуса.

Почему выпадает кирпич?

При разрушении футеровки цепями t корпуса может разогреться до 500 и выше ºС. Коэффициент расширения: стали ∆δ_ст=1мм/1м·100; шамота ∆δ_ш=0,3мм/1м·100ºС.

D_п=5м, S_п=15м , t=500ºС; ∆S_к=1·15·5=75мм; ∆S_ш=0,3·15·5=25мм.

За счет расширения корпуса, кирпич расслабляется и выпадает.

Рекомендуется 2 мероприятия:

1) По окружности, через каждые 3-5 кирпичей на глубину до 3 кирпичей приваривается пластина к корпусу. Т.о. вся футеровка по длине печи на 600 мм заключаются в кассеты.

Разрушение футеровки в пороговой части печи:

В горячей части печи причина выпадения кирпича на пороге	Предотвращение выпада кирпича на пороге

Причина выпадения кирпича на пороге, заключается в том, что если кольцевая обечайка не охлаждается воздухом, то она может разогреться до t=700-800ºС. В результате этого, а также давления кирпича, кольцевая обечайка развальцовывается и расширяется, в результате этого расслабляется кирпич и он выпадает. Для того, чтобы предотвратить это необходимо установить ложную обечайку на поверхности основной, которая должна быть уплотнена с торца пороговыми плитами и между основной плотной обечайкой нагнетается воздух, количество которого должно быть 3000 м³/1м Ø печи (1000м³ на 1 м окружности печи). Этот холодный воздух, выбрасывается в атмосферу не попадая, в печь. В этом случае основная обечайка защищена от воздействия высокой t-ры и футеровка не выпадает.

Пути повышения стойкости футеровки.

Стойкость футеровки зависит от вида огнеупора, качества кладки, свойств сырья и режима обжига. Стойкость футеровки обычно определяется по времени службы футеровки в зоне спекания.

Два способа укладки: с поворотом и без поворота печи.

С поворотом печи сначала укладывается чуть больше половины, затем закрепляется один конец кирпича и печь поворачивается на 60º.

Чтобы предотвратить выпадение кирпича, между ними забивают по 1-2 пластины, чтобы расширить всю футеровку. (В перевязку)

Ме пластины выполняют 2 функции: 1)они частично плавятся и образуют связку; 2) они являются термокомпенсаторами, потому что при нагреве кирпич расширяется, пластины расплавляются следовательно компенсация расширения.

Кольцевая кладка	Бесповоротная кладка

Свойства сырья: 1) важнейшим показателем является содержание Al₂O₃ высокая стойкость футеровок обеспечивается за счет создания обмазки на поверхности кирпича Al₂O₃ обеспечивает получение вязкой жидкой фазы, которая легко прилипает к футеровке (Al₂O₃ = 3,6 - 3,9%); 2) Fe₂O₃ = 2.9 – 2.6 %

3) SiO₂ – в виде кварца (песка). Если SiO₂ в глине, то это не опасно, т. к. при t~500ºС происходит разложение глины с образованием аморфных оксидов и аморфный SiO₂, легко вступает в реакцию. Если же имеется кварц (крупнокристаллический) тогда SiO₂ плохо вступает в реакцию, поэтому требуется повышенная t-ра обжига и снижается стойкость футеровки.

4) КН~0,91 (и выше плохо и ниже плохо). При увеличении КН спекание сырья затрудняется и требуется более высокая t-ра. При понижении КН образуется легкоспекаемая сырьевая смесь, поэтому уменьшается длина зоны спекания и возникает избыточная жидкая фаза, что требует более стабильного режима обжига. Перегрев приводит к тому, что расплавляется обмазка, а небольшое снижение t-ры может привести к выпуску брака. Поэтому в этих условиях часто возникает колебание t-ры футеровки, что приводит к сколу кирпича и его разрушению.

5) n~2,3 – характеризует количество жидкой фазы. Чем выше n, тем больше расплава.

6) Примеси Na₂O, K₂O=1%, MgO=2,5% Повышение стойкости футеровки.

Решающее значение – стойкость футеровки зависит от режима обжига.

Задача машиниста – обеспечить относительно удлиненный факел, который бы предотвращал перегрев корпуса печи.