, Author at ООО RS огнеупоры

Как повысить стойкость огнеупорных материалов на основе MgO-ZrO2 к эрозии шлаком?

Хотя огнеупоры из чистой магнезии широко используются, они обладают некоторыми присущими им недостатками, такими как высокий коэффициент теплового расширения, низкая термостойкость, восприимчивость к поглощению влаги и гидратации, легкое проникновение расплавленного шлака в кирпич и низкая устойчивость к термическому и структурному отслаиванию. Магнезиальные огнеупоры, композитные с цирконием (ZrSiO4), преодолевают эти недостатки. Введение ZrO2 позволяет низкоплавким материалам образовывать изолированные островки, предотвращая образование непрерывной жидкой фазы и улучшая сопротивление материала проникновению и эрозии. С увеличением содержания циркона насыпная плотность, прочность на сжатие, температура размягчения под нагрузкой и термостойкость сначала увеличиваются, а затем уменьшаются, в то время как кажущаяся пористость сначала уменьшается, а затем увеличивается. Максимальная производительность достигается при содержании циркониевого песка 20%, а оптимальные общие характеристики достигаются при температуре обжига 1580℃. Полученные магнезиально-циркониевые кирпичи обладают высокой температурой размягчения под нагрузкой, а также хорошей устойчивостью к эрозии и термическим ударам, что делает их весьма подходящими для использования в качестве решетчатых кирпичей в регенераторах стеклодувных печей.

Как повысить стойкость огнеупоров MgO-ZrO₂ к шлаковой эрозии?

В связи с растущим вниманием к защите окружающей среды использование огнеупоров MgO-Cr₂O₃ становится все более ограниченным, и продвижение безхромовых материалов в огнеупорной промышленности стало неизбежной тенденцией. Поэтому было проведено относительно систематическое исследование получения и характеристик огнеупоров MgO-ZrO₂.

С помощью термодинамического анализа и диаграмм фазового равновесия были проанализированы процессы реакции между компонентами в системе огнеупорных материалов MgO-ZrO₂, что позволило уточнить фазовый состав системы в различных условиях. Магниево-циркониевый клинкер был синтезирован с использованием слабо прокаленной магнезии и циркона в качестве сырья. Были изучены микроструктура и процесс образования плавленого клинкера MgO-ZrO₂, а также исследовано влияние соотношения моноклинного ZrO₂ к десилицированному ZrO₂, количества добавленного плавленого клинкера Mg-циркония и соотношения заполнителя к матрице на характеристики огнеупоров MgO-ZrO₂. Исследовано влияние количества добавки Y₂O₃ и метода добавления CaO на свойства огнеупоров MgO-ZrO₂, что позволило уточнить процесс приготовления и характеристики огнеупоров MgO-ZrO₂. Стойкость огнеупоров MgO-ZrO₂ к шлаковой эрозии была исследована с использованием метода вращающейся печи, и изучен механизм их стойкости к шлаковой эрозии. Основные результаты исследований следующие:

Магнезиально-цирконовые кирпичи в виде шахматной доски

(1) В огнеупорной системе MgO-ZrO₂ при соотношении CaO/SiO₂ менее 2 CaZrO₃ не образуется. Основными фазами являются MgO, ZrO₂ и их твердые растворы, а связующими фазами — форстерит, кальций-магний-оливин, магниевый родохрозит и дикальцийсиликат и др. CaZrO₃ может образовываться в огнеупоре только при соотношении CaO/SiO₂ более 2.

(2) В плавленом клинкере MgO-ZrO₂, полученном из слабо прокаленной магнезии и циркона, SiO₂ в низкокальциевой области связующей фазы в основном существует в виде 2MgOSiO₂. В высококальциевой области он существует в виде стеклообразной фазы MgO-SiO₂-CaO. В процессе электроплавления часть MgO, растворенного в ZrO₂, осаждается при охлаждении, образуя вокруг своих зерен богатый магнием форстерит. По сравнению с огнеупорами MgO-Cr₂O₃, огнеупоры MgO-ZrO₂, приготовленные с использованием электроплавленного магнезиально-циркониевого клинкера в качестве матрицы, имеют более низкую высокотемпературную прочность на изгиб и худшую устойчивость к шлаковой эрозии.

(3) Когда соотношение моноклинного ZrO₂ к десилицированному ZrO₂ составляет 8:2, а количество добавленного электроплавленного магнезиально-циркониевого клинкера составляет 24%, приготовленные кирпичи MgO-ZrO₂ имеют более высокую высокотемпературную прочность на изгиб и лучшую устойчивость к шлаковой эрозии. Соотношение моноклинного ZrO₂ к десилицированному ZrO₂ фиксировано. При изменении количества добавленного электроплавкого магнезиально-циркониевого клинкера количество трещин в магнезиально-циркониевых кирпичах постепенно увеличивается с увеличением количества его добавления. При количестве добавления 12% кирпичи MgO-ZrO₂ демонстрируют хорошую устойчивость к шлаковой эрозии и проникновению шлака.

(4) Изменение соотношения заполнителя к матрице и увеличение содержания заполнителя повышают прочность на сжатие при комнатной температуре и прочность на изгиб при высоких температурах кирпичей MgO-ZrO₂. Однако в кирпичах появляется больше трещин, что отрицательно сказывается на их устойчивости к шлаковой эрозии. Оптимальное соотношение заполнителя к матрице составляет 1,63.

(5) При добавлении 1% Y₂O₃ можно эффективно снизить кажущуюся пористость и проницаемость кирпичей MgO-ZrO₂, а также улучшить их насыпную плотность, прочность на сжатие при комнатной температуре, прочность на изгиб при высоких температурах и устойчивость к шлаковой эрозии. Однако при дальнейшем увеличении количества Y₂O₃ в кирпичах MgO-ZrO₂ образуются трещины, что снижает их характеристики.

(6) При непосредственном введении свободного CaO в качестве добавки с использованием высококальциевого магниево-кальциевого порошка, хотя насыпная плотность и прочность на сжатие при комнатной температуре кирпичей MgO-ZrO₂ могут быть улучшены, их прочность на изгиб при высоких температурах резко снижается. Однако, используя в качестве сырья дикальцийплавленый магнезий вместо обычного плавленого магнезия и косвенно вводя CaO в качестве добавки, можно улучшить не только его объемную плотность и прочность на сжатие при комнатной температуре, но и прочность на изгиб при высоких температурах, стойкость к шлаковой эрозии и термостойкость.

(7) Кирпичи MgO-ZrO₂, полученные с помощью оптимизированных процессов, демонстрируют значительно лучшую устойчивость к эрозии высокощелочными шлаками, чем кирпичи MgO-Cr₂O₃. При контакте с расплавленным шлаком на поверхности кирпича MgO-ZrO₂ сначала образуется плотный слой высокоплавких соединений, таких как дикальцийсиликат (C₂S) и комплексная шпинель (Mg(Al, Fe)₂O₄). По мере того, как расплавленный шлак продолжает проникать в кирпич, CaO в шлаке реагирует с ZrO₂ в матрице кирпича MgO-ZrO₂, образуя плотный слой CaZrO₃.

(8) Кирпичи MgO-ZrO₂ демонстрируют меньшую устойчивость к эрозии низкощелочными шлаками, чем кирпичи MgO-Cr₂O₃. Хотя плотный слой может образоваться на поверхности кирпичей MgO-ZrO₂ в условиях низкощелочного шлака, его состав в основном состоит из низкоплавких соединений системы MgO-CaO-SiO₂, которые легко плавятся в шлаке при высоких температурах. Кроме того, из-за низкой основности шлака плотный слой CaZrO₃ не может образоваться внутри магнезиально-циркониевых кирпичей.

Каковы преимущества применения пустотелых сферических кирпичей из оксида алюминия?

Алюминиевые пустотелые шаровидные кирпичи: «ключевой элемент энергосбережения и теплоизоляции» для высокотемпературных печей – всесторонний анализ основных преимуществ применения. В высокотемпературных отраслях промышленности, таких как металлургия, керамика, химическая промышленность и производство стекла, выбор материалов для футеровки печей и изоляционных слоев напрямую определяет энергопотребление, срок службы и эксплуатационную стабильность. Алюминиевые пустотелые шаровидные кирпичи, благодаря своей уникальной полой закрытоячеистой структуре и высокочистому оксиду алюминия, стали предпочтительным огнеупорным и теплоизоляционным материалом для средне- и высокотемпературных условий. По сравнению с традиционными плотными кирпичами и легкими изоляционными кирпичами, их преимущества сосредоточены в шести измерениях: теплоизоляция и энергосбережение, высокая термостойкость, термостойкость, малый вес, химическая стабильность, а также простота строительства и обслуживания. Ниже мы всесторонне проанализируем их основные конкурентные преимущества, от производительности до ценности применения.

Алюминиевые пузырьковые кирпичи производства завода Rongsheng

Максимальная теплоизоляция, немедленная экономия энергии и снижение потребления (основное преимущество)

Наибольшая ценность полых сферических кирпичей из оксида алюминия заключается в их равномерно распределенной микроразмерной полой структуре с закрытыми ячейками. Между полыми сферами образуются многочисленные статические воздушные слои, полностью блокирующие пути теплопроводности и конвекции, что приводит к чрезвычайно низкой теплопроводности — всего 0,2–0,4 Вт/(м·К) при 1000℃. Теплоизоляционный эффект в 3–5 раз выше, чем у обычных плотных огнеупорных кирпичей, и более чем в два раза выше, чем у обычных легких кирпичей.

Практическое применение: Значительно снижает теплопотери через наружную стенку печей, обеспечивая общую экономию энергии на 25–40%, существенно сокращая потребление топлива/электроэнергии, уменьшая время нагрева печи и повышая тепловую эффективность, идеально отвечая промышленным требованиям к низкоуглеродным и экономичным решениям.

Области применения: Изоляционные слои, подложки и изоляция кровли/стен печей для высокотемпературных установок, особенно подходит для печей непрерывного действия.

Высокая термостойкость и стабильная несущая способность, подходит для сверхвысокотемпературных условий

Изготовлен из высокочистого оксида алюминия (содержание α-Al₂O₃ ≥90%), обеспечивающего структурную и эксплуатационную стабильность при высоких температурах:

Температура огнеупора 1750~1800℃, длительная безопасная рабочая температура 1500~1650℃, температура размягчения под нагрузкой (0,2 МПа) >1600℃. Не размягчается, не деформируется и не разрушается при высоких температурах и может использоваться непосредственно в качестве рабочей или изоляционной футеровки в средне- и высокотемпературных секциях без необходимости дополнительного плотного композитного слоя.

По сравнению с обычными легкими кирпичами (обычно используемыми при температурах <1300℃), полые сферические кирпичи из оксида алюминия способны выдерживать более высокие температуры, что делает их более требовательными к условиям сверхвысокотемпературной обработки. Подходят для металлургических нагревательных печей, керамических челночных печей, печей для обжига стекла, химических реакторов и т. д.

Отличная термостойкость, значительно продлевающая срок службы футеровки печей

Частые запуски и остановки печей, а также резкие перепады температуры (термический шок) являются основными причинами растрескивания, отслаивания и разрушения огнеупорных материалов. Полая пористая структура и низкий коэффициент теплового расширения полых сферических кирпичей из оксида алюминия эффективно смягчают термические напряжения и препятствуют распространению трещин. Их термостойкость (при охлаждении водой до 1100℃) достигает более 20-30 циклов, что значительно превосходит показатели плотных корундовых кирпичей и высокоглиноземистых кирпичей.

Практическое применение: они менее подвержены растрескиванию и отслаиванию при быстром нагреве и охлаждении печи, что снижает частоту остановок на техническое обслуживание, продлевает срок службы футеровки печи на 30–50% и снижает затраты на техническое обслуживание и потери от простоев.

Высокочистые глиноземные пузырьковые кирпичи

Легкие и высокопрочные, что снижает нагрузку на печь и затраты на инфраструктуру

При насыпной плотности всего 1,0–1,8 г/см³, что в 2–2/3 раза меньше, чем у плотных корундовых кирпичей, при сохранении хорошей прочности (прочность на сжатие > 15 МПа) достигается баланс между легкостью и высокой прочностью.

Снижает нагрузку на стальную конструкцию и фундамент печи, уменьшая общую стоимость печи.

Использование их в крыше, куполе и других частях печи позволяет уменьшить несущую конструкцию, упростить проектирование и повысить безопасность печи.

Более просты в транспортировке и монтаже, что снижает сложность строительства и трудозатраты.

Высокая химическая стабильность, устойчивость к коррозии и загрязнениям

Высокочистый оксид алюминия обеспечивает превосходную химическую коррозионную стойкость:

Хорошая устойчивость к кислотам, щелочам и расплавленному металлу/шлаку; не вступает в реакцию с атмосферой печи или материалами и не вызывает загрязнения примесями. Подходит для обжига высокочистых материалов, металлургической рафинировки и высокотемпературных химических реакций, где чистота имеет решающее значение. Не кристаллизуется и не измельчается при высоких температурах, сохраняя структурную целостность в течение длительного времени эксплуатации и предотвращая загрязнение продукции шлаком.

Простота в изготовлении и обслуживании, адаптируется к сложным типам печей

Хорошие технологические характеристики: может быть разрезан, просверлен и изготовлен в нестандартные формы для соответствия изогнутым, угловым и неровным футеровкам печей; небольшие зазоры при изготовлении и надежная герметизация.

Низкая теплопроводность + хорошая изоляция: более низкая температура наружной стенки печи улучшает условия эксплуатации и снижает воздействие высокотемпературного излучения на операторов и окружающее оборудование.

Простота обслуживания: локальные повреждения могут быть быстро устранены без полной замены, что снижает затраты на техническое обслуживание.

Основные области применения

Преимущества пустотелых сферических кирпичей из оксида алюминия делают их стандартным материалом для следующих высокотемпературных печей:

Металлургическая промышленность: Изоляционный слой/рабочая футеровка для нагревательных печей, печей для выдержки, печей для отжига и печей для термообработки.
Керамика/огнеупорные материалы: Крыши, стены и регенераторы печей для челночных, туннельных и толкающих печей.
Стекловодческая/химическая промышленность: Теплоизоляция для печей для плавки стекла, печей для химических реакций и высокотемпературных печей для пиролиза.
Другие: Высокотемпературные электропечи, оборудование для термообработки и высокотемпературная изоляция трубопроводов.

Благодаря сочетанию таких преимуществ, как «сверхвысокая термостойкость + высокая теплоизоляция + длительный срок службы + низкая стоимость», от теплоизоляции и энергосбережения до высокотемпературной стабильности, от устойчивости к термическим ударам до легкости и снижения затрат, пустотелые сферические кирпичи из оксида алюминия стали ключевым материалом для модернизации высокотемпературных промышленных печей. В условиях достижения двойных углеродных целей выбор пустотелых сферических кирпичей из оксида алюминия является не только техническим решением для повышения эффективности печей, но и оптимальным решением для предприятий, позволяющим снизить затраты, повысить эффективность и добиться экологически чистого производства.

Производитель пузырчатых кирпичей из оксида алюминия

Пустотелые сферические кирпичи из оксида алюминия для металлургических индукционных печей

Пустотелые сферические кирпичи из оксида алюминия используются в металлургических индукционных печах (таких как среднечастотные индукционные печи, печи для графитизации и т. д.) в основном благодаря их малому весу, высокой теплоизоляции и термостойкости. Это решает проблемы высокого энергопотребления, тяжелой конструкции печи и высоких термических напряжений в индукционных печах, обеспечивая энергосбережение, снижение потребления энергии и уменьшение веса корпуса печи.

Основные преимущества применения

Малый вес и снижение веса, оптимизированная конструкция печи: Пустотелые сферические кирпичи из оксида алюминия имеют низкую насыпную плотность (1,1–1,8 г/см³, что вдвое меньше, чем у традиционных тяжелых корундовых кирпичей), что значительно снижает вес печи при том же объеме (снижение веса на 1,1–1,9 тонн/м³). Это эффективно снижает нагрузку на стальную конструкцию печи и затраты на строительство фундамента, облегчая модификацию конструкции печи.

Теплоизоляция и энергосбережение, снижение энергопотребления: Низкая теплопроводность (0,3~1,2 Вт/(м·К)) и превосходные теплоизоляционные характеристики эффективно снижают теплопотери, обеспечивая экономию энергии более чем на 30%. Одновременно снижается температура наружной стенки корпуса печи, улучшая условия эксплуатации.

Высокая термостойкость и хорошая термическая стабильность: Максимальная рабочая температура может достигать 1750~1800℃, с малым линейным изменением температуры при повторном нагреве (≤±0,3%) и превосходной термостойкостью (≥15 циклов водяного охлаждения при 1100℃). Печь выдерживает высокочастотные электромагнитные поля, высокотемпературное тепловое излучение расплавленного металла и резкие перепады температуры, обеспечивая стабильную долговременную работу электропечи и продлевая срок ее службы.

Высокая химическая стабильность: Высокочистый оксид алюминия (Al₂O₃≥99%) очень стабилен в окислительной или слабовосстановительной атмосфере индукционной печи, не подвержен коррозии под воздействием химических веществ и имеет чрезвычайно низкое содержание примесей, что предотвращает загрязнение расплавленного металла.

Области применения

Изоляционный слой корпуса печи (подложка/изоляционный слой): Выступает в качестве изоляционной футеровки боковых стенок, верхней части и крышки индукционной печи, устанавливается на обратной стороне тяжелых рабочих кирпичей (таких как плотные корундовые кирпичи) для блокирования теплопроводности и снижения температуры корпуса печи.

Рабочий слой (особые условия эксплуатации): В индукционных печах, где отсутствует расплавленный шлак или прямое вымывание расплавленным металлом, а присутствуют только высокотемпературные дымовые газы и атмосфера, может непосредственно использоваться в качестве рабочей поверхности футеровки печи, обеспечивая комплексное облегчение и изоляцию.

Высокоглиноземистый огнеупорный кирпич для крыш электродуговых печей

Высокоглиноземистый огнеупорный кирпич для крыш электродуговых печей. С развитием технологии плавки в электродуговых печах (ЭДП), использованием кислорода для плавки и рафинирования, температура плавки постоянно повышалась, а объемы ЭДП увеличивались. Расплавленные капли с кремнеземистых кирпичных покрытий стали появляться, стекая на стенки печи и влияя на срок их службы и состав шлака. При использовании извести для корректировки состава шлака, образующаяся известковая пыль еще больше усугубляет коррозию кремнеземистых кирпичей. Начиная с 1960-х годов, в Соединенных Штатах проводились эксперименты с обожженными магнезиально-хромовыми кирпичами, хромомагнезиальными кирпичами, специальными магнезиальными кирпичами и доломитовыми кирпичами, используемыми в крышах ЭДП для производства специальной стали. В печах мощностью от 5-8 тонн до 100-160 тонн отслаивание кирпича было повторяющейся проблемой. Хотя встраивание стальных листов в кирпичные швы могло предотвратить отслаивание, это приводило к утечке электричества и локальному перегреву. В больших печах кирпичи деформировались из-за чрезмерного веса, что требовало добавления механических несущих конструкций. Хотя обычные кирпичи обладают лучшей шлакостойкостью, чем высокоглиноземистые кирпичи… Испытания не дали идеальных результатов; срок службы был даже меньше, чем у высокоглиноземистых кирпичей для крыш печей, а стоимость была выше.

Из-за нехватки бокситовых ресурсов бывший Советский Союз мог разрабатывать только обычные кирпичи для крыш печей. В 1970 году доля стали, используемой в электродуговых печах, в Советском Союзе составляла всего 9,2%, в то время как доля обычных кирпичей для крыш печей, используемых в электродуговых печах, достигла 95%.

Китай начал использовать высокоглиноземистые кирпичи для крыш электродуговых печей в 1953 году благодаря своим обильным природным бокситовым ресурсам. Простой процесс производства и низкая стоимость создали благоприятные условия для широкого использования, заменив таким образом кремнеземистые кирпичи.

Характеристики высокоглиноземистых кирпичей для крыш электродуговых печей

Технические характеристики высокоглиноземистых кирпичей для крыш электродуговых печей варьируются в зависимости от содержания Al2O3. В Китае они классифицируются на три марки: DL-80, DL-75 и DL-65, с стандартизированными конструкциями для типов кирпичей и способов укладки.

Высокоглиноземистые кирпичи Rongsheng для крыш электропечей

Кристаллическая фаза высокоглиноземистых кирпичей для крыш печей – муллит-корунд. Высокосортный кирпич DL-80 в основном состоит из корундовой фазы, обладающей высокой огнеупорностью и хорошей устойчивостью к различным шлакам.

Коэффициент теплового расширения высокоглиноземистых кирпичей, используемых в крышах электродуговых печей, увеличивается с повышением температуры, особенно для высококачественных кирпичей, достигая 0,8%-0,9% при 1200℃.

Из-за различий в кристаллической структуре основной кристаллической фазы количество и вязкость стекловидной фазы в высокоглиноземистых кирпичах, используемых в крышах электропечей, варьируются, что приводит к различным модулям упругости и деформациям под напряжением при высоких температурах. Например, высокоглиноземистые кирпичи, изготовленные из боксита с содержанием Al2O3 85–86%, демонстрируют изменяющиеся модули упругости в зависимости от температуры, достигая максимальных значений (6,69 МПа и 8,97 МПа) при 1230℃ и 850℃ соответственно, при этом модуль упругости выше при охлаждении, чем при нагреве.

Ключевые технологические моменты для высокоглиноземистых кирпичей в крышах электропечей

Выбор высококачественного, высокочистого и хорошо спеченного боксита. Использование небольшого количества связующей глины с хорошей пластичностью и низким содержанием примесей, таких как K2O, Na2O и Fe2O3. Глину добавляют в виде суспензии с максимальным критическим размером частиц 4-3 мм для клинкера. Для формования используются высокотоннажные прессы, чтобы предотвратить расслоение раствора. Размеры кирпичей строго соответствуют чертежам, чтобы избежать скручивания и растрескивания.

Использование высокоглиноземистых кирпичей для крыш электропечей

При строительстве крыши печи необходимо равномерно распределять нагрузку и оставлять соответствующие деформационные швы в радиальном и окружном направлениях. Кирпичи необходимо обжигать перед использованием. При повреждении отслоением во время плавки предпочтительнее использовать кирпичи более низкого качества; при повреждении от эрозии расплава предпочтительнее использовать кирпичи более высокого качества. Во время непрерывной высокотемпературной плавки необходимо проводить продувку сажи с крыши печи.

Факторы, влияющие на высокоглиноземистый кирпич в крышах электропечей

Основными причинами повреждения высокоглиноземистого кирпича в крышах электропечей являются химическая коррозия и отслаивание/царапание кирпичной массы.

Условия эксплуатации высокоглиноземистого кирпича в крышах электропечей чрезвычайно суровы, максимальная рабочая температура составляет 1650℃. Особенно в период восстановления высокоглиноземистый кирпич в крыше печи подвергается воздействию высоких температур в течение длительного времени. После выпуска расплава, при ремонте печи, температура падает до 1350℃. Во время загрузки печи сверху крыша подвергается воздействию атмосферы и быстро остывает до температуры ниже 800℃. Помимо воздействия высоких температур и резких перепадов температуры, высокоглиноземистый кирпич в крыше печи также подвергается коррозии от оксидов, таких как CaO, MgO и FeO, из шлакообразующих и ремонтных материалов печи. Это вызывает многогранное разрушительное напряжение. Степень повреждения зависит от физико-химических свойств высокоглиноземистых кирпичей, их высокотемпературных и механических свойств, а также тесно связана с процессом плавки и конструированием высокоглиноземистых кирпичей в крыше печи.

При осмотре поврежденных фрагментов кирпичей можно выделить примерно три зоны: зону реакции, переходную зону и зону неизмененности. Визуально зона реакции состоит из серовато-коричневых и желтовато-коричневых участков. Серовато-коричневый участок имеет жирный блеск, отличается исключительной плотностью и твердостью. На поверхности зоны реакции образуется слой сажи, по краям – толстый, неравномерно распределенный слой железного шлака. Железный шлак имеет диаметр 1-10 мм, достигая примерно 50 мм в толщину по краям, что является результатом потока расплавленного металла вдоль арочного верха печи в процессе обжига. Переходная зона имеет коричневато-коричневый или желтовато-коричневый цвет, плотную и твердую. Неизменная зона имеет бежевый цвет с видимыми желтовато-белыми частицами клинкера. Высокотемпературная зона реакции имеет длину 15 мм, а переходная зона — 10 мм. В переходной зоне наблюдается образование кристаллов корунда и муллита, а также вторичное муллификацию.

Судя по оставшимся кирпичам, процесс коррозии высокоглиноземистых кирпичей, используемых на крыше электропечи, в основном вызван CaO и MgO из извести, флюорита и металлургического доломитового песка, используемых при производстве шлака и ремонте печи. В зоне реакции также содержится значительное количество оксидов железа, участвующих в реакции. При чрезвычайно высоких температурах сам кирпич не только образует жидкую фазу, но и реагирует с внешним флюсом, в результате чего на поверхности кирпича образуется многокомпонентная расплавленная система. В конце каждого цикла плавки, после 20-25-минутного интервала, когда плавится следующая партия стали, верхняя часть печи быстро охлаждается до температуры ниже 800 °C. На этом этапе из жидких фаз различного состава выпадают различные кристаллы, и охлажденный материал становится стекловидным. При повторном повышении температуры для плавки стекловидный материал плавится, а кристаллическая фаза растворяется. В ходе этого процесса часть расплава стекает в шлак, а часть непрерывно проникает внутрь кирпича и взаимодействует с ним. Это приводит к тому, что неизменные зоны кирпича постепенно становятся переходными зонами, а переходные зоны — зонами реакции, и этот процесс повторяется многократно, вызывая непрерывный износ кирпича.

Износ высокоглиноземистых кирпичей в верхней части электропечей происходит не только из-за химического воздействия; во время плавки кирпичи часто отслаиваются или шелушатся. Наблюдение за высокоглиноземистыми кирпичами после использования показывает, что отслаивание вызвано поперечными трещинами, возникающими в результате быстрого сжатия переходных зон. Основная причина заключается в том, что примеси и флюс из исходных кирпичей переносятся на холодный конец высокоглиноземистых кирпичей, накапливаясь в переходной зоне. При высоких температурах образуется большое количество жидкой фазы. Одновременно, под воздействием внешних примесей и высокой температуры, корунд перекристаллизуется и растет в переходной зоне. Это особенно характерно для случаев, когда процессы кристаллизации и перекристаллизации корунда и муллита в высокоглиноземистых кирпичах недостаточны, что приводит к увеличению усадки при рабочих температурах. Кроме того, существуют различные причины, связанные с процессом плавки.

В целом, повреждения высокоглиноземистых кирпичей в крышах электропечей в основном обусловлены химической коррозией и отслаиванием/царапанием кирпичного тела. Однако с точки зрения химической коррозии предпочтительны высокоглиноземистые кирпичи с содержанием Al₂O₃ не менее 75%. Отслаивание/царапание высокоглиноземистого кирпичного тела сокращает срок службы крыши печи, что является неизбежным следствием химической коррозии. Колебания температуры печи являются условием, вызывающим растрескивание и отслаивание/царапание.

На основе анализа повреждений высокоглиноземистых кирпичей в крышах электропечей, для увеличения срока службы крыш электропечей необходимо улучшить качество высокоглиноземистых кирпичей, стремясь к производству высокочистых, высокоплотных и трещиностойких кирпичей для крыш электропечей. В то же время, на основе текущих обновлений и усовершенствований огнеупорных кирпичей для крыш электропечей, огнеупорный материал для крыш электропечей может быть изготовлен в виде необожженных сборных блоков с использованием хромокорундового литьевого материала в качестве цельного сборного материала, что устраняет недостатки растворных швов и эрозионной стойкости, возникающие при использовании высокоглиноземистых кирпичей для стыковки.

Легкая литьевая футеровка для трубчатых печей нефтехимической промышленности

В трубчатых печах нефтехимической промышленности используются легкие литьевые футеровки с насыпной плотностью 500-1300 кг/м³, в качестве связующего используется высокоглиноземистый цемент. Указываются эксплуатационные характеристики литьевой футеровки. Литьевые футеровки компании Rongsheng Refractory Materials поставляются с сертификатом соответствия и протоколом испытаний, а также с инструкцией по применению метода укладки.

Сырье для легких литьевых футеровок для трубчатых печей

1. Высокоглиноземистый цемент.

2. Керамзит вспученного сланца и керамзит вспученной глины.

3. Вермикулит, прокаленный при 900-950℃, с коэффициентом вторичного расширения не более 0,5% и без примесей.

4. Глазурованный перлит, обработанный при температуре не ниже 1250℃, а затем отсортированный и измельченный водой, с огнеупорностью не ниже 1280℃ и водопоглощением не более 17%.

5. Вспученный перлит, быстро обработанный при температуре не ниже 1250℃, с огнеупорностью не ниже 1280℃. 6. Высокотемпературный кальцинированный бокситовый клинкер.

7. Высокоглиноземистый кирпичный песок следует получать путем дробления и просеивания высокоглиноземистых кирпичей ИЗ-5. Легкий кирпичный песок. Следует использовать легкую жаростойкую футеровку из высокоглиноземистого цемента, керамзита и вермикулита (1:2:4) в определенных пропорциях и с указанными эксплуатационными характеристиками.

Упаковка, транспортировка и хранение легких литых огнеупорных материалов для трубчатых печей

1. Вода, используемая для футеровки, должна иметь значение pH 6,5–7,5.

2. Материалы должны быть надлежащим образом упакованы и четко маркированы во время транспортировки, с использованием влагозащищенных средств.

3. Во время хранения материалы должны быть уложены в соответствии с категорией, спецификацией и номером партии и защищены от влаги и дождя. Высокоглиноземистый цемент нельзя смешивать с другими видами цемента.

4. Если материалы загрязнены или испорчены из-за поврежденной упаковки, протечки или влаги, упаковка не должна использоваться.

5. Материалы с истекшим сроком годности должны быть повторно проверены и одобрены перед использованием; повторное использование, как правило, не рекомендуется.

Подготовка перед футеровкой легкими литыми огнеупорными материалами для трубчатых печей

1. Персонал, участвующий в футеровке литыми огнеупорными материалами, должен пройти обучение и сдать экзамен перед началом работ.

2. Температура окружающей среды во время заливки футеровки должна быть выше 5℃; в противном случае необходимо принять меры по герметизации.

3. Емкости и инструменты, используемые для заливки футеровки, должны быть тщательно очищены, чтобы предотвратить накопление извести, цемента, глины и другой золы.

4. Перед заливкой футеровки необходимо завершить и проверить все скрытые работы на стенках печи, такие как отверстия, анкерные гвозди и гильзы. Любые временные сооружения, препятствующие заливке или которые невозможно удалить после заливки, должны быть полностью демонтированы до начала работ.

5. Анкерные гвозди должны быть расположены и приварены в соответствии с проектной документацией. Сварной шов должен быть ровным и без подрезов. Каждый анкерный гвоздь следует забивать индивидуально ручным молотком весом 0,5 кг, издавая чистый металлический звук. Для столбчатых и Y-образных анкеров следует выборочно проверять по одному каждые 4 квадратных метра. Забивайте молотком верхнюю часть приваренного анкера; изгибание под углом 90° не должно привести к его поломке. Приварите новый анкер рядом с первым. Если он сломается, выясните причину и разработайте меры по его устранению.

6. Перед заливкой футеровки тщательно удалите ржавчину вручную или с помощью электроинструментов, очистите внутреннюю поверхность стенки печи от масла, ржавчины и других загрязнений. После удаления ржавчины защитите металлическую поверхность от дождя и влаги и как можно скорее выполните футеровку.

7. После удаления ржавчины наружные поверхности всех опор труб, муфт и других металлических компонентов (кроме анкеров), заделанных в литую футеровку, следует покрыть асфальтом толщиной 0,5-1 мм или скрепить керамическим волокнистым материалом или крафт-бумагой толщиной 0,5-1 мм.

8. Перед заливкой футеровки, если необходимо подвесить металлическую сетку на анкеры, сначала подвесьте сетку и закрепите ее на ровной поверхности, чтобы обеспечить ее правильное положение внутри футеровки.

9. Защитите закладную трубу перед заливкой литого огнеупора.

10. Для гигроскопичных поверхностей кладки, контактирующих с огнеупорным литьевым материалом, следует принять меры по гидроизоляции.

11. Перед началом строительства необходимо проверить эксплуатационные характеристики огнеупорного литьевого материала, и строительство может продолжаться только после успешного прохождения проверки.

Конструкция и контроль качества легких литых огнеупорных материалов для трубчатых печей

Метод механического напыления

1. Перед началом работ по напылению необходимо провести испытания процесса напыления и характеристик готового изделия. Характеристики готового изделия должны включать насыпную плотность, прочность на сжатие, прочность на изгиб и линейное изменение после обжига. Начало работ возможно только после того, как испытания подтвердят соответствие изделия требованиям проектной документации. Строительные работы должны строго соответствовать процессу напыления, определенному испытаниями.

2. Во время напыления необходимо строго контролировать влажность футеровки в соответствии с требованиями инструкции по способу напыления для соответствующего сорта материала. Влажность футеровки определяется согласно Приложению AQ2.

3. При использовании метода механического напыления футеровка должна наноситься по секциям снизу вверх, непрерывно, достигая требуемой толщины в пределах заданной площади. В случае прерывания напыления футеровку следует немедленно соскоблить до поверхности стеновой панели, при этом срез должен быть перпендикулярен поверхности стеновой панели.

4. Образовавшийся в процессе строительства отскок материала не должен использоваться повторно в облицовке.

5. Количество отскокающего материала при распылении не должно превышать количество, указанное в инструкциях по применению материала.

Метод ручного уплотнения

1. При смешивании следует минимизировать использование воды, сохраняя при этом удобоукладываемость. Соотношение воды и материала должно тщательно контролироваться и предоставляться производителем. Примечание: Соотношение воды и материала = Вода / (Цемент + Заполнитель).

2. В процессе строительства следует минимизировать количество швов. Если площадь большая или другие причины требуют сегментированного строительства, швы следует делать ступенчатыми, как показано на рисунке 4.2.2. Для облицовки толщиной не более 75 мкм швы могут быть прямыми. Перед следующим этапом строительства швы следует заделать канавками, удалить рыхлые частицы и увлажнить поверхность водой перед продолжением уплотнения.

Контроль качества

1. После нанесения покрытия методом распыления или уплотнения футеровка должна быть сформирована в соответствии с размерами, указанными в проектной документации, до начала схватывания. Во время выравнивания и уплотнения строго запрещается наносить на поверхность воду, цементный раствор или посыпать сухим порошком.

2. Во время строительства следует отбирать образцы для изготовления испытательных блоков в соответствии с условиями строительного процесса. Для каждого сорта или состава смеси в рамках одного проекта следует отбирать испытательные блоки партиями по 20 м³ или даже меньше 20 м³. Испытания проводятся по следующим параметрам: насыпная плотность, прочность на сжатие, прочность на изгиб и линейное изменение после обжига. Результаты должны быть зафиксированы в актах приемки и передачи объекта.

3. После строительства футеровка должна иметь плоскую форму и равномерную толщину с допуском по толщине ±5 мм.

4. После затвердевания футеровки всю поверхность следует постукивать молотком массой 0,5 кг в следующих точках сетки: верхняя часть печи 610 x 610 (мм); Боковые стенки и дно печи 920 x 920 (мм). Звук при постукивании должен быть четким, глухие звуки не допускаются.

5. После сушки в печи ширина трещин на поверхности футеровки не должна превышать 5 мм, глубина не должна превышать 1/2 толщины футеровки, и не должно быть проникающих сетчатых трещин.

6. Компенсационные швы должны быть предусмотрены в соответствии с проектной документацией. Если в проектной документации это не указано, для футеровок толщиной более 75 мм следует предусмотреть сетчатый компенсационный шов шириной 2-3 мм и глубиной 20-30 мм через каждые 800-1200 мм как в продольном, так и в поперечном направлениях.

Фунеровка и ремонт стыков

1. Ремонт футеровки стыков должен соответствовать следующим требованиям:

(1) На стыке футеровки сегментированных сварных элементов ширина, зарезервированная с каждой стороны, должна быть не менее 100 мм.
(2) Ремонт футеровки может быть выполнен только после подтверждения соответствия требованиям к сварке угольного пласта и анкерных болтов.

2. Любые дефекты в конструкции футеровки, не соответствующие требованиям проектной документации и влияющие на ее использование, должны быть устранены в соответствии с правилами.

3. Футеровка в месте ремонта должна быть выдолблена до твердой поверхности или стальной пластины, обнажая не менее двух анкерных болтов. Выдолбленная футеровка должна иметь меньший внешний край и больший внутренний край.

4. Место ремонта должно быть тщательно очищено и увлажнено водой.

5. Сырье, пропорции, методы строительства и процедуры отверждения, используемые для футеровки и ремонта стыков, должны быть такими же, как и для литой футеровки.

6. Трещины, не соответствующие спецификациям, должны быть заполнены огнеупорными волокнами, пропитанными высокотемпературным клеем, в зависимости от рабочей температуры.

Послестроительная обработка легких литьевых огнеупоров для трубчатых печей

1. После укладки каждого слоя литьевой футеровки необходимо провести соответствующую обработку в соответствии с требованиями производителя. Если конкретные требования не указаны, после первоначального затвердевания футеровки поверхность следует слегка прижать рукой; если она не липкая, следует начать обработку водой. Обработка водой должна длиться не менее 24 часов, при этом распыление воды должно производиться примерно каждые 30 минут. Частоту распыления можно регулировать в зависимости от погодных условий.

2. Обработка паром строго запрещена. Во время обработки водой не следует накрывать футеровку мешками из соломы или подобными материалами.

3. После обработки футеровке следует дать высохнуть на воздухе не менее 48 часов, прежде чем перемещать или поднимать ее.

Сушка легких литых огнеупорных материалов для трубчатых печей с помощью вентилятора

1. После затвердевания литого огнеупорного материала температура окружающей среды должна поддерживаться выше 5℃, и печь должна просохнуть на воздухе не менее 5 дней перед сушкой вентилятором.

2. Перед сушкой в печи необходимо выполнить следующие подготовительные работы:

(1) Все инженерные работы на трубчатой печи должны быть завершены, проверены и утверждены.
(2) Все трубопроводы и противопожарное оборудование, необходимые для сушки в печи, должны быть проверены и утверждены.
(3) Все тепловые приборы, необходимые для сушки в печи, должны быть откалиброваны.

3. Во время сушки в печи сначала следует подавать пар в трубы печи для прогрева печи в течение 1-2 дней перед запуском горелок. Для сушки в печи рекомендуется использовать газовое топливо. В процессе сушки повышение температуры должно быть равномерным, а скорость нагрева должна соответствовать спецификациям производителя или кривой сушки в печи.

4. Во время сушки в печи температура пара на выходе из печной трубы должна быть не более 350 °C для печных труб из углеродистой стали и не более 450 °C для печных труб из хромомолибденовой стали.

5. Во время сушки в печи необходимо вести записи и составлять график фактической сушки.

6. После сушки в печи необходимо провести комплексный осмотр футеровки и вести записи о результатах осмотра. При обнаружении повреждений следует проанализировать причину и незамедлительно устранить повреждения.

Выбор и применение огнеупорных футеровок для реакторов, работающих с техническим углеродом

Реактор для производства технического углерода является ключевым элементом оборудования в процессе его получения. Он состоит из пяти основных частей: камеры сгорания, горловины, реакционной секции, закалочной секции и промежуточной секции. Повреждение футеровочного материала печи в основном вызвано воздействием высокотемпературного и высокоскоростного воздушного потока, химической эрозией, высокотемпературным плавлением и термическим ударом от колебаний температуры во время запуска и остановки. Огнеупорный футеровочный материал должен обладать следующими характеристиками:

(1) Высокая огнеупорность, отсутствие размягчения или деформации при высоких температурах.
(2) Отличная высокотемпературная объемная стабильность и стабильность в восстановительной атмосфере.
(3) Высокая устойчивость к эрозии расплавленной золой.
(4) Высокая высокотемпературная прочность, позволяющая противостоять воздействию высокоскоростного воздушного потока.
(5) Хорошая термостойкость.

Огнеупорные материалы для реакторов с техническим углеродом

Современное состояние и тенденции развития огнеупорных материалов для реакторов с техническим углеродом. В настоящее время огнеупорные материалы для футеровки реакторов с техническим углеродом, как в стране, так и за рубежом, можно разделить на четыре основные категории: Al2O3, SiO2, Al2O3, Al2O3-Cr2O3 и ZrO2. Система Al2O3-SiO2 включает высокоглиноземистые, муллитовые и муллитово-корундовые продукты. Система Al2O3 состоит из корундовых продуктов. Система Al2O3-Cr2O3 включает хромокорундовые материалы с различным содержанием Cr2O3. Система ZrO2 включает хромокорундовые продукты, содержащие оксид циркония, и чистые оксиды циркония. Эти материалы могут быть формованными (например, обожженный кирпич, кирпич с химическим соединением) или неформованными (например, литой, трамбованный) изделиями. Также обсуждаются выбор, срок службы и свойства материалов для футеровки реакторов из технического углерода.

Rongsheng Производитель поставка кирпича мулиттокорундовый

Корундово-муллитовые изделия

Корундово-муллитовые изделия изготавливаются с использованием белого корунда в виде гранул и оксида алюминия, глины и других совместно измельченных порошков в качестве матрицы, синтезируемых in situ в процессе высокотемпературного спекания для получения муллита. Эти изделия используются в качестве футеровки для реакторов из технического углерода, имеющих максимальную рабочую температуру 1700℃ и срок службы более 48 месяцев. Однако в восстановительных атмосферах эти изделия страдают от проблемы восстановления муллита реагентами, такими как H2, CO и C. При высоких температурах C или H2 разлагают муллит на корунд и SiO2. SiO2 либо уходит с технологическим газом, либо дополнительно восстанавливается до Si, образуя стеклообразную фазу внутри продукта, что приводит к пористой структуре материала или образованию стеклообразной фазы. В условиях интенсифицированных химических процессов и при высоких температурах термического разложения углеводородного сырья в высокоскоростном газовом потоке корундово-муллитовые продукты непригодны для выполнения комплексных функций, необходимых для футеровки реакторов.

Корундовые продукты

Использование корундовых продуктов в качестве футеровочных материалов в условиях высоких температур и высокой скорости потока жидкости в восстановительной атмосфере демонстрирует превосходную коррозионную стойкость и срок службы по сравнению с корундово-муллитовой футеровкой. Под воздействием H2 небольшое количество β-Al2O3 в корундовом материале восстанавливается Na2O и превращается в α-Al2O3, что приводит к перекристаллизации и росту кристаллов корунда, тем самым повышая прочность продукта при высоких температурах. Другие высокотемпературные свойства остаются в значительной степени неизменными. Поэтому высокочистые корундовые продукты пригодны для длительного использования в восстановительной атмосфере при температуре 1800-1850℃.

Высокочистые корундовые кирпичи используются в горловинах и реакционных секциях реакторов по производству технического углерода на нескольких заводах, и их срок службы почти вдвое превышает срок службы футеровочных смесей CA334.

Продукция серии Al2O3-Cr2O3

Огнеупорные материалы серии Al2O3-Cr2O3 представляют собой высококачественный новый тип огнеупорных материалов, разработанный с использованием высоких технологий. Они подходят для футеровки реакторов по производству технического углерода или других сверхвысокотемпературных тепловых устройств, работающих при температуре около 2000℃. Этот материал синтезируется при высоких температурах из Al2O3 и Cr2O3 и демонстрирует превосходные высокотемпературные механические свойства и стойкость к шлаковой коррозии по сравнению с чистыми корундовыми изделиями. Al₂O₃ и Cr₂O₃ образуют твердый раствор при высоких температурах, а температура появления жидкой фазы увеличивается с увеличением содержания Cr₂O₃. Таким образом, добавление Cr₂O₃ к Al₂O₃ улучшает только высокотемпературные механические свойства чистых корундовых изделий, не вызывая при этом негативных последствий.

Хромокорундовые кирпичи GGY-5 и GGY-12 показали хорошие результаты в горловине и реакционной секции реакторов для производства технического углерода, работающих при температуре около 2000℃, со сроком службы футеровки более 15 месяцев. Срок службы хромокорундовых литьевых смесей превышает 12 месяцев. В то же время, аналогичные продукты, после использования в газификаторах Texaco для производства синтетического аммиака, продемонстрировали хорошую работу печи и срок службы более 3 лет.

Огнеупорные материалы на основе ZrO2

В последние годы, для удовлетворения потребностей в усовершенствованных процессах производства технического углерода, были проведены исследования и разработки продуктов Al2O3-Cr2O3-ZrO2 и огнеупорных материалов на основе ZrO2. Огнеупорные материалы на основе ZrO2 представляют собой высококачественные огнеупорные материалы на основе ZrO2. ZrO2 имеет температуру плавления 2677℃, а его продукты обладают высокой температурой размягчения, высокой высокотемпературной прочностью, отличной стойкостью к шлаковой коррозии и высокотемпературной термодинамической стабильностью. Поэтому они широко используются в тепловом оборудовании, работающем при температурах выше 2000℃.

Системы Al2O3-Cr2O3 или системы Al2O3-Cr2O3 с добавлением небольшого количества ZrO2 используются в качестве футеровки реакторов. Добавление небольшого количества ZrO2 в систему Al2O3-Cr2O3 направлено на повышение устойчивости системы к термическому удару и химической коррозии, тем самым продлевая срок службы футеровочного материала печи. Футеровочные материалы для печей из Al2O3-Cr2O3-ZrO2 (включая фасонные и нефасонные материалы) могут иметь срок службы более 18 месяцев в горловине и реакционной секции реакторов для производства технического углерода.

Изделия на основе ZrO2, используемые в качестве футеровки высокотемпературных реакторов для производства технического углерода, являются новыми продуктами, исследованными, разработанными и применяемыми в последние годы. Кирпичи из чистого ZrO2 с CaO или MgO в качестве стабилизаторов были протестированы в качестве футеровок камеры сгорания, горловины, реакционной секции и секции охлаждения усовершенствованных реакторов для производства технического углерода. После использования было обнаружено, что эти изделия по-прежнему обладают низкой термостойкостью и проблемами эрозии, вызванными реакцией ZrO2 с C с образованием ZrC в восстановительной атмосфере при температуре около 1600℃. Для улучшения качества этих изделий и дальнейшего увеличения срока их службы в некоторые стабилизированные образцы ZrO2 были добавлены соответствующие добавки, и полученные кирпичи, обожженные при высоких температурах, значительно улучшили прочность на сжатие и термостойкость. При использовании в высокотемпературной и сверхвысокотемпературной восстановительной атмосфере реактора они предотвращали коррозию, вызванную реакцией ZrO2 с C с образованием ZrC при температуре около 1600℃.

Кирпичи с высоким содержанием цирконияc — Кирпичи с высоким содержанием циркония

В лабораторных условиях сравнивали и анализировали циркониевые кирпичи, стабилизированные CaO, с корундовыми кирпичами, хромокорундовыми кирпичами, корундово-муллитовыми кирпичами и высокохромистыми кирпичами. Результаты показали, что циркониевые кирпичи обладают наилучшей устойчивостью к высокотемпературной газовой эрозии, химической коррозии от частиц сажи и эрозии от примесей в рабочей среде. Удовлетворительные результаты были также достигнуты в реальных печных испытаниях в горловине и реакционной секции реактора для производства сажи на заводе по производству сажи. Однако цирконий относительно дорог, что делает его использование потенциально неэкономичным и сложным для внедрения, если нет особых требований.

Исходя из условий эксплуатации реакторов для производства технического углерода, включая рабочую температуру, рабочее давление, скорость потока газа, атмосферу и условия закалки, наиболее перспективные огнеупорные материалы для футеровки должны обладать высокой огнеупорностью, превосходными высокотемпературными механическими свойствами, хорошей устойчивостью к шлаковой эрозии и термическому удару, а также высокотемпературной термодинамической стабильностью. Лучшим выбором являются материалы на основе диоксида циркония, Al2O3-Cr2O3 и корунда; материалы на основе SiO2, MgO и CaO не подходят.

С появлением новых технологий в отрасли производства технического углерода постоянно развивается и производство огнеупорных материалов для футеровки реакторов. Низко- и среднесортные огнеупорные материалы, использовавшиеся на ранних этапах развития отрасли, постепенно заменяются современными, высококачественными и высокосортными продуктами. В настоящее время наиболее перспективными огнеупорными материалами для футеровки высокотемпературных, сверхвысокотемпературных и высоконапорных реакторов для производства технического углерода являются материалы с хорошими высокотемпературными механическими свойствами. Термодинамически стабильные чистые Al2O3, Al2O3-Cr2O3 или Al2O3-Cr2O3-ZrO2, а также формованные и неформованные материалы на основе ZrO2, как показал практический опыт, обеспечивают наилучшие характеристики.

Фунтование реакторов для производства технического углерода Rongsheng

Проектирование огнеупорных материалов для футеровки реакторов для производства технического углерода должно основываться на условиях эксплуатации, с соответствующим выбором материалов. Для одного и того же реактора и одного и того же процесса в разных секциях следует использовать огнеупорные материалы, подходящие для соответствующих частей, применяя комплексную технологию футеровки печи для достижения наилучших технических и экономических результатов. Научный выбор огнеупорных материалов для футеровки реакторов для производства технического углерода, путем подбора огнеупорных кирпичей из соответствующих материалов для разных температурных зон, позволяет эффективно контролировать производственные затраты и обеспечивать долгосрочную стабильную работу футеровки печи, достигая сбалансированного соотношения между техническими характеристиками и экономическими выгодами.

Выбор материала для решетчатых кирпичей для регенератора стеклодувной печи

Решетчатая структура является важнейшим компонентом регенератора для аккумулирования и передачи тепла. Она требует, чтобы решетчатые кирпичи были термостойкими, коррозионностойкими, способными аккумулировать большое количество тепла, быстро передавать тепло и обладать хорошей устойчивостью к быстрому нагреву и охлаждению.

Эффективность аккумулирования тепла в регенераторе обычно измеряется размером теплоприемной поверхности решетки, то есть площадью поверхности решетки, способной к теплообмену. Большая площадь теплоаккумулирующей поверхности позволяет накапливать больше тепла и отдавать больше тепла, тем самым эффективно повышая температуру предварительного нагрева воздуха и газа, что более выгодно для сжигания топлива.

Кирпичи с шахматным рисунком для регенератора стеклодувной печи

Как выбрать рифленые кирпичи для регенератора

В зависимости от температуры и количества летучих частиц в верхней, средней и нижней секциях регенератора используются различные щелочные рифленые кирпичи.

Верхняя секция (выше 1400℃) характеризуется высокой температурой и большим количеством летучих частиц, которые легко образуют жидкую фазу с кирпичами. Это приводит к прилипанию летучих частиц и напряжению в кирпичах. Поэтому для верхней секции используются циркониевые кирпичи или кирпичи из высокочистой магнезии (98%), обладающие превосходной ползучестью при высоких температурах. Поскольку MgO в высокочистых магниевых кирпичах реагирует с ультрадисперсным порошком SiO2 из летучих органических соединений, попадающих в регенератор, образуя низкотемпературную эвтектику, в верхних решетчатых секциях (№ 1 и № 3), куда легко попадают летучие органические соединения, часто используются циркониевые кирпичи, тогда как в торцевых решетчатых секциях, менее подверженных воздействию летучих органических соединений, часто используются 98%-ные высокочистые магниевые кирпичи.

В верхней секции (1000-1400℃) оседание летучих органических соединений менее интенсивно, поэтому можно использовать высокочистые магниевые кирпичи.

В центральной секции (800-1000℃) очень мало летучей золы, но это зона сульфатной агломерации, что делает ее склонной к реакции с магниевыми кирпичами с образованием силиката магния (MgSiO3). Одновременно SO2 и SO3, образующиеся в ходе реакции сульфата натрия в исходном сырье и при сжигании топлива, также легко вступают в реакцию с оксидом магния:

MgO + SO2 → MgSO3 MgO + SO3 → MgSO4

Получающийся сульфат магния или сульфит магния подвергается многократным твердожидкостным превращениям, вызывая объемное расширение и приводя к структурным повреждениям магнезиальных кирпичей. Поэтому для этого раздела выбраны магнезиально-хромовые кирпичи прямого скрепления (DMC-12) с хорошей термической стабильностью и низкой пористостью. В регионах с высокими требованиями к охране окружающей среды использование магнезиально-хромовых кирпичей не допускается; вместо них обычно используются кирпичи из периклаза и форстерита.

Нижняя часть (ниже 800℃) подвергается чередованию высоких и низких температур, несет большие нагрузки и менее подвержена эрозии щелочными материалами. Поэтому требуются материалы с хорошей термической стабильностью и несущей способностью, как правило, низкопористые глиняные кирпичи (DN-12, DN-13 или DN-15) или силлиманитовые кирпичи. Использование общего подхода без учета свойств различных щелочных кирпичей приведет к повреждению других частей решетки при повреждении одной из них, что сократит общий срок службы решетки. Поскольку большинство щелочных огнеупорных кирпичей, включая магнезиально-хромовые кирпичи, легко повреждаются в атмосфере, содержащей крекинг-углеводороды (восстановительная атмосфера), щелочные кирпичи можно использовать только в воздушных регенераторах, а не в газовых.

Для регенераторных решетчатых конструкций, подверженных эрозии, обычно используется следующая конфигурация кирпичной кладки снизу вверх: кирпичи с низкой пористостью или силлиманитовые кирпичи → непосредственно связанные магнезиально-хромовые, магнезиально-циркониевые или форстеритовые кирпичи, содержащие 12% хрома → 96% высокочистые плавленые магнезиевые кирпичи → 98% высокочистые плавленые магнезиевые кирпичи → 24 слоя магнезиально-циркониевых кирпичей (VZ) или спеченных циркониево-корундовых кирпичей. Для экономии инвестиций, для последних 12 пар регенераторных решеток, где эрозия менее выражена, верхняя часть может быть построена без магнезиально-циркониевых или спеченных циркониево-корундовых кирпичей, вместо этого используя 98% высокочистые плавленые магнезиевые кирпичи, непосредственно уложенные сверху.

С развитием огнеупорных материалов решетчатый кирпич эволюционировал от полосового кирпича к цилиндрическому и крестообразному. Способ укладки решетчатого кирпича также претерпел изменения: от традиционной кладки полосовым кирпичом в виде корзин и сетки до современной прямой укладки цилиндрическим и крестообразным кирпичом. Усовершенствованный решетчатый кирпич не только проще в строительстве, но и имеет более рациональную структуру и более высокую стабильность сцепления между кирпичами. Это позволяет значительно увеличить высоту укладки, что приводит к большей теплоаккумулирующей способности. Сравнение полосового, цилиндрического и крестообразного кирпича.

Электроплавкие огнеупорные кирпичи бокоровые огнеупоры AZS-33 для стеклоплавильных печей

Огнеупорные материалы на основе плавленого циркония и корунда (AZS) представляют собой уникальный тип огнеупорного материала, обладающего рядом превосходных свойств, таких как плотная структура, высокая эрозионная стойкость и низкое загрязнение расплавленного стекла. Они широко используются в различных стеклоплавильных печах в строительной, легкой, фармацевтической и электронной промышленности и являются незаменимым ключевым печным материалом для стеклоплавильных печей.

Огнеупорные кирпичи, полученные методом плавления, используемые в верхней части стеклодувных печей

В последние годы, с развитием стекольной промышленности, стеклодувные печи стали больше, увеличился срок их службы, повысилась суточная скорость плавления и производительность. Температуры плавления и рафинирования стекла выросли, а требования к качеству стеклянной продукции также возросли. Вопросы энергосбережения и охраны окружающей среды стали все более актуальными, и технология кислородно-топливного сжигания привлекает все больше внимания стекольных компаний. Кроме того, избыточные мощности и жесткая рыночная конкуренция вынудили производителей стекла использовать более дешевое топливо, такое как нефтяной кокс, для снижения производственных затрат. Эти изменения в стекольной промышленности привели к повышению общей температуры пламени в стеклодувных печах, а также к появлению большого количества SO3, V2O5, водяного пара и щелочных летучих веществ, что предъявляет более высокие требования к огнеупорным материалам, используемым в стеклодувных печах, особенно к огнеупорным материалам AZS, полученным методом плавления, используемым в верхней части печи. Поэтому огнеупорные материалы AZS, полученные методом плавления, перед использованием должны пройти строгие испытания и контроль качества, чтобы обеспечить безопасную и стабильную работу стекловаренных печей и производство высококачественной стеклянной продукции.

Кирпичи из плавленого циркониевого корунда для печей для обжига стекла

Огнеупорные материалы из плавленого циркония и корунда (AZS 33#)

Огнеупорные материалы из плавленого циркония и корунда (AZS) — это огнеупорные изделия, изготавливаемые в основном из промышленного оксида алюминия, циркониевого песка и обессиленного циркония с добавлением небольшого количества флюса Na₂O в виде карбоната натрия. Их плавят в электродуговой печи, а затем отливают. Как правило, в зависимости от содержания диоксида циркония, огнеупорные материалы из плавленого циркония классифицируются на три марки: 33#, 36# и 41# (AZS33#, AZS36#, AZS41#).

AZS33# — наиболее широко используемый продукт в серии плавленых материалов из плавленого циркония. Он в основном подходит для верхней части плавильной ванны, стенок и дна рабочей ванны, а также подающего канала. AZS36#, помимо того, что имеет ту же эвтектику алюминия-циркония, что и плавленые цирконий-корундовые кирпичи AZS33#, также содержит больше цепочечных кристаллов оксида циркония и имеет более низкое содержание стеклофазы, что дополнительно повышает его коррозионную стойкость. Поэтому он подходит для зон с высокой скоростью потока расплава стекла или высокими температурами, таких как критически важные детали, например, стенки резервуара вблизи горячих точек в плавильной ванне. AZS41# содержит более равномерно распределенные кристаллы оксида циркония и среди продуктов серии AZS для плавления обладает наилучшей коррозионной стойкостью. Поэтому он выбирается для критически важных деталей стеклопечей, таких как углы загрузочного отверстия, каналы подачи, пороги печи и зоны барботирования на дне ванны, чтобы обеспечить сбалансированный срок службы этих деталей с другими деталями.

Кирпичи из плавленого хрома, циркония и корунда

Кирпичи из плавленого хрома, циркония и корунда производятся путем введения 10–30% Cr2O3 в кирпичи AZS-33 методом литья без усадки. Они обозначаются как кирпичи AZCS. Поверхность и внутренняя часть кирпича имеют темно-зеленый цвет. Кирпич содержит 4,5% усадочных пор и не имеет взаимосвязанных пор. Образование твердого раствора шпинели алюминия и хрома увеличивает вязкость стеклообразной фазы, значительно улучшая ее устойчивость к эрозии расплавом стекла. Эта устойчивость в 3,4 раза выше, чем у плавленых кирпичей AZS-33, и в 2,6 раза выше, чем у плавленых кирпичей AZS-41.

Кирпичи из плавленого циркониевого корунда, устойчивые к коррозии расплавленным стеклом

Характеристики плавленых циркониево-корундовых кирпичей

Плавленые циркониево-корундовые огнеупоры являются незаменимыми строительными материалами для стеклоплавильных печей, а технология их производства и качество напрямую влияют на качество расплавленного стекла и срок службы печи. В зависимости от содержания оксида циркония, кирпичи из циркония можно классифицировать на три марки: 33#, 36# и 41#. Основными сырьевыми материалами для плавленых циркониево-корундовых кирпичей являются промышленный оксид алюминия (содержание Al2O3 > 98,5%), циркониевый песок (содержание ZrO2 > 65,6%), обессиленный цирконий (содержание ZrO2 > 85%), кальцинированная сода (содержание Na2CO3 не менее 99%), бура (содержание B2O3 не менее 37%) и оксиды редкоземельных элементов (содержание Y2O3 не менее 45%).

При смешивании промышленного глинозема и циркониевого песка в соотношении 1:1 полученный огнеупорный материал содержит приблизительно 33% ZrO2, то есть кирпич AZS33#. Другим сырьем для производства высококачественных литых кирпичей AZS является обескремниевый цирконий, поэтому в кирпичах AZS36# и AZS41# его необходимо использовать, а в кирпичах AZS33% обескремниевый цирконий также используется для улучшения характеристик. Промышленный глинозем получают путем химической обработки бокситового сырья для удаления оксидов кремния, железа, титана и т. д. Это высокочистое глиноземное сырье с содержанием Al2O3, как правило, выше 98%. Обескремниевый цирконий получают путем плавки циркониевого концентрата в электродуговой печи с использованием углерода в качестве восстановителя.

Циркон, также называемый цирконитом, содержит 67,1% ZrO2 и 32,9% SiO2. Цирконий имеет температуру плавления 2550℃, не дает усадки при нагревании до 1750℃, обладает малым коэффициентом линейного расширения, химически инертен, трудно реагирует с кислотами, не вступает в реакцию с некоторыми расплавленными металлами и обладает высокой устойчивостью к эрозии расплавом стекла. Поэтому характеристики плавленого циркониево-корундового кирпича следующие:

(1) Высокая термостойкость.
(2) Высокая прочность на сжатие.
(3) Отличная термостойкость.
(4) Высокая насыпная плотность и хорошая теплопроводность.
(5) Хорошая износостойкость.
(6) Хорошая устойчивость к кислотной и щелочной коррозии.

Применение кирпичей AZS

Кирпичи AZS в основном используются в ключевых элементах высокотемпературных промышленных металлургических печей, таких как печи для производства стали, металла, электроники, нефтехимии, удобрений, цветных металлов и огнеупорных материалов, включая печи для производства стекла, стекловолокна, мусоросжигательные печи и электропечи.

Температура обжига муллитовых огнеупорных кирпичей

температура обжига ОГНЕУПОРНЫх МУЛЛИТОВЫх кирпичей варьируется в зависимости от процесса производства и используемого сырья. Вот некоторые распространенные варианты:

Спеченные муллитовые огнеупорные кирпичи обычно обжигаются при температуре от 1500℃ до 1700℃. Если сырье имеет высокую чистоту и мелкий размер частиц, или если добавляются спекающие добавки (такие как TiO₂, Y₂O₃ и др.), температуру обжига можно соответствующим образом снизить до 1500℃-1600℃. Для повышения плотности и развития зернистости температуру может потребоваться увеличить до 1650℃-1700℃.
Электроминированные муллитовые огнеупорные кирпичи обжигаются при температурах, как правило, от 1700℃ до 1850℃ или даже выше. Это необходимо для обеспечения достаточного развития кристаллов муллита, что приводит к улучшению высокотемпературных характеристик и устойчивости к эрозии.

Следует отметить, что конкретная температура обжига должна корректироваться с учетом таких факторов, как соотношение сырья, толщина кирпича и требования к его характеристикам. В реальном производстве оптимальная температура должна определяться экспериментальным путем.

Легковесные муллитовые огнеупорные кирпичи

Основные характеристики муллита

Что такое муллит? Муллит — это огнеупорный материал, основным компонентом которого является кристаллическая фаза 3Al₂O₃·2SiO₂. Муллит делится на две категории: природный и синтетический. Природный муллит встречается редко; обычно его синтезируют искусственно. Химический состав муллита: 71,8% Al₂O₃ и 28,2% SiO₂. Его минеральная структура орторомбическая, кристаллы расположены в виде длинных столбчатых, игольчатых или цепочечных структур. Игольчатый муллит переплетается, образуя прочный каркас в готовых изделиях. Муллит делится на три типа: α-муллит, эквивалентный чистому 3Al₂O₃·2SiO₂, сокращенно 3:2 тип; β-муллит, содержащий избыток оксида алюминия в твердом растворе, что приводит к слегка расширенной кристаллической решетке, обозначается как тип 2:1; и γ-муллит, содержащий небольшое количество оксида титана и оксида железа в твердом растворе.

Муллит химически стабилен и нерастворим в плавиковой кислоте. Плотность муллита составляет 3,03 г/см³, твердость по шкале Мооса — 6-7, температура плавления — 1870℃, теплопроводность (1000℃) — 13,8 Вт/(м·К), коэффициент линейного расширения (20-1000℃) — 5,3 × 10⁻⁶/℃, а модуль упругости — 1,47 × 10¹º Па. Благодаря превосходным высокотемпературным механическим и термическим свойствам, синтетический муллит и продукты его переработки обладают такими преимуществами, как высокая плотность и чистота, высокая высокотемпературная структурная прочность, низкая скорость высокотемпературной ползучести, низкий коэффициент теплового расширения, высокая устойчивость к химической коррозии и термостойкость. Ключевыми показателями для оценки качества муллита являются его фазовый состав и плотность.

Муллит, как высокотемпературный материал, обладает такими характеристиками, как высокая температура размягчения под нагрузкой, хорошая стойкость к ползучести и химической коррозии, низкий коэффициент теплового расширения и хорошая термическая стабильность. Без добавок муллит склонен к образованию стекловидной фазы на границах зерен, что влияет на высокотемпературные характеристики материала. При сочетании с корундом для образования многофазного корундово-муллитового материала образование стекловидной фазы уменьшается, что значительно улучшает механические свойства. Многофазные корундово-муллитовые материалы сочетают в себе преимущества обоих однофазных материалов, демонстрируя превосходную высокотемпературную прочность, стойкость к ползучести, термостойкость и высокую рабочую температуру (1650℃). Они также обладают хорошей химической стабильностью и не вступают в реакцию с подложкой. Они особенно подходят для обжига мягких магнитных (ферритовых) материалов и электронной изоляционной керамики.

Влияние микропорошков на свойства корундово-муллитовых огнеупорных материалов

В настоящее время корундово-муллитовая печная фурнитура широко используется в высокотемпературных печах с толкателями. По сравнению с зарубежной продукцией, отечественные толкатели имеют меньший срок службы и худшую стабильность, а их износостойкость и прочность на изгиб не идеальны в процессе эксплуатации. Они склонны к износу и разрушению во время использования, особенно в отношении термостойкости и сопротивления ползучести, что является основной причиной низкой эффективности толкателей. Структура определяет свойства. Поскольку частицы корунда, муллита и мелкодисперсные порошки не участвуют в реакции при обжиге, свойства и структура корундово-муллитовых материалов в основном определяются содержанием микропорошков диоксида кремния и α-Al2O3, а также температурой обжига. Поэтому изучение влияния микропорошков и температуры обжига на высокотемпературные свойства корундово-муллитовых материалов имеет практическое значение.

(1) Микропорошок SiO2, микропорошок α-Al2O3 и температура обжига оказывают определенное влияние на структуру и свойства. Микропорошок α-Al2O3 оказывает наибольшее влияние на прочность при изгибе при высоких температурах. Далее следуют микропорошок SiO2 и температура обжига, причем температура обжига оказывает наибольшее влияние на термостойкость и сопротивление ползучести. Затем идут микропорошок α-Al₂O₃ и микропорошок диоксида кремния. Оптимальные условия испытаний: w(микропорошок α-Al₂O₃) = 11%, w(микропорошок SiO₂) = 3%, и температура обжига 1650℃. При этих условиях свойства образцов были следующими: объемная плотность 2,96 г/см³, пористость 18,5%, процент потери прочности при изгибе 30%, и процент ползучести 0,99%.
(2) Микропорошок α-Al₂O₃, микропорошок SiO₂ и температура обжига оказывают существенное влияние на состояние связи между частицами и матрицей, а также на муллит, поры и остаточный α-Al₂O₃ в матрице. Они также влияют на коэффициент теплового расширения, модуль упругости и теплопроводность, в конечном итоге влияя на термостойкость материала.
(3) Разрушение корундово-муллитовых материалов при комнатной температуре контролируется процессом распространения трещин, тогда как при высоких температурах оно контролируется механизмом ползучести.

Почему огнеупорные кирпичи различаются по своей огнеупорности?

Огнеупорность — это, по сути, температура, при которой материал размягчается под собственным весом до определенного конусного числа. Она определяется в первую очередь его химическим составом: чем выше содержание высокоплавких оксидов, таких как Al₂O₃, MgO, Cr₂O₃ и ZrO₂, тем позже появляется жидкая фаза, что приводит к большей огнеупорности. И наоборот, чем выше содержание флюсующих примесей, таких как K₂O, Na₂O и Fe₂O₃, тем раньше образуется низкотемпературная жидкая фаза, что снижает огнеупорность. Во-вторых, даже при одинаковой формуле недостаточная температура обжига, низкая степень спекания матрицы и высокое содержание стеклофазы также снижают огнеупорность. Таким образом, различия в огнеупорности обусловлены сырьем и температурой обжига. Другими словами, «материалы» и «огонь» — это неотъемлемые условия; отсутствие любого из них определяет огнеупорность.

огнеупорность шамотных кирпичей высокоглиноземистых

Огнеупорность высокоглиноземистых огнеупорных кирпичей варьируется в зависимости от содержания алюминия, состава примесей и процесса производства. Конкретные диапазоны следующие:

Обычные высокоглиноземистые кирпичи: содержание глинозема от 48% до 75%, огнеупорность обычно от 1750℃ до 1790℃.
Высокоглиноземистые кирпичи (содержание глинозема 75%-95%): огнеупорность повышается до 1790℃-1850℃.
Корундовые высокоглиноземистые кирпичи (содержание глинозема ≥95%): огнеупорность может достигать 1850℃-2000℃.

Следует отметить, что огнеупорность — это температура размягчения материала в условиях отсутствия нагрузки и коррозии. В практических применениях пригодность следует оценивать комплексно, с учетом температуры размягчения под нагрузкой, шлакостойкости, термостойкости и других показателей.

Проверка огнеупорности

В последнее десятилетие производственные линии практически полностью прекратили рутинную проверку огнеупорности по двум причинам:

Во-первых, со стандартизацией сырья и повышением точности контроля температуры в туннельных или челночных печах диапазон колебаний огнеупорности кирпичей одного и того же сорта сократился до ±10℃, что делает проверку бессмысленной.

Во-вторых, пользователей больше интересуют «показатели условий эксплуатации», такие как температура размягчения под нагрузкой, термостойкость, шлакостойкость и скорость ползучести, которые напрямую определяют срок службы футеровки печи. Огнеупорность же является лишь пороговым значением для «неплавления» и не может характеризовать прочность конструкции или эрозионное поведение, поэтому, естественно, отходит на второй план.

Обзор огнеупорных материалов в кислых, щелочных и нейтральных системах кирпича

1. Кислая система: Обычно используются кремнеземные кирпичи (SiO₂≥94%), огнеупорность около 1710℃. Это выше, чем у глиняных кирпичей, но они обладают низкой термостойкостью и рыхлой структурой при высоких температурах, поэтому подходят только для статических применений, таких как коксовые печи и крыши стеклодувных печей.

2. Нейтральная система:

① Глиняные кирпичи: огнеупорность 1580–1690℃.
② Высокоглиноземные кирпичи: огнеупорность повышается до 1750–1790℃.
③ Корундовые кирпичи: могут достигать более 1850℃.

3. Щелочная система:

Магниевые кирпичи (MgO≥87%), магнезиально-хромовые кирпичи и магнезиально-циркониевые кирпичи, благодаря температуре плавления периклаза 2800℃ и их высокочистой, высокоплотной матрице, обычно имеют номинальную огнеупорность 2000℃, что делает их самыми огнеупорными среди широко используемых кирпичей.

«Несоответствие» между огнеупорностью и рабочей температурой

Температура огнеупорности — это температура размягчения при отсутствии нагрузки и коррозии в лабораторных условиях. Рабочая температура, с другой стороны, — это экстремальная температура рабочей поверхности под нагрузкой и при химической эрозии в промышленной печи. Эти два понятия не эквивалентны.

Эмпирически, высокоглиноземистые кирпичи имеют огнеупорность ≥1700℃ и безопасную рабочую температуру приблизительно 1350℃. Корундовые кирпичи обладают огнеупорностью ≥1800℃ и рабочей температурой приблизительно 1400℃. Стандартная огнеупорность обычных кирпичей составляет 2000℃, а их рабочая температура может быть снижена до 1700℃. Вкратце, огнеупорность обеспечивает «температурный запас», в то время как рабочая температура должна быть снижена на тройной коэффициент безопасности с учетом механической нагрузки, химической коррозии и усталости от термического удара.

Скрытая ценность огнеупорности

Хотя огнеупорность несколько утратила свою значимость, она остается ключевым показателем шлакостойкости и ползучести. Более высокое содержание основной фазы и более низкий уровень примесей приводят к повышению огнеупорности, одновременно уменьшая количество жидкой фазы и каналов проникновения, что естественным образом повышает эрозионную стойкость.

Аналогично, высокая огнеупорность подразумевает высокую температуру размягчения под нагрузкой. Материалы могут сохранять структуру с меньшим количеством стеклообразной фазы и целостный кристаллический каркас даже при температуре выше 1300℃, таким образом, обладая основой для эрозионной стойкости и сопротивления проникновению. Следовательно, огнеупорность не бесполезна; она просто уступает место более специфическим физико-химическим показателям, характеризующим условия эксплуатации, оставаясь при этом фундаментальным аспектом качества.

Вкратце: огнеупорность определяется сочетанием сырья и температуры обжига. Хотя ее больше не измеряют ежедневно, она остается «свидетельством о рождении» чистоты материала и его потенциальных характеристик. При выборе печей для инженерных проектов в первую очередь следует проверить огнеупорность, чтобы определить верхний предел, а затем протестировать такие показатели, как размягчение под нагрузкой, шлакостойкость и термостойкость, чтобы убедиться в длительном сроке службы печи, стабильной производительности и низком потреблении энергии.

Изготовление огнеупорных материалов для дна алюминиевых электролитических ячеек

Конструкция огнеупорного материала на дне алюминиевой электролитической ячейки. Конструкция дна ячейки имеет решающее значение при ее строительстве. Эта часть в основном строится с использованием комбинации изоляционных материалов, огнеупорных кирпичей и сухой гидроизоляционной смеси.

Строительство дна алюминиевой электролитической ячейки

Конкретные этапы строительства дна алюминиевой электролитической ячейки должны быть следующими: После проверки корпуса ячейки наносятся продольные и поперечные осевые линии ячейки. На основе плоскостности нижней плиты ячейки определяется опорная точка для строительства дна, и от этой точки с помощью нивелира размечается опорная линия для каждого слоя кирпичной кладки. Осевая линия для установки катодного стального стержня и окна определяется в соответствии с чертежами, обеспечивая расположение катодного стального стержня в центре окна корпуса ячейки. Схема расположения элементов в ячейках показана на рисунке 1. Керамические древесноволокнистые плиты, теплоизоляционные плиты и теплоизоляционные кирпичи укладываются сухим способом, а огнеупорные кирпичи — мокрым.

Рисунок 1 Разметка линий в каменной кладке

1-Опорная точка; 2-Горизонтальная контрольная линия; 3-Схема кирпичной кладки; 4-Катодное окно; 5-Дно желоба

Конструкция теплоизоляции дна желоба

Конструкция теплоизоляции дна траншеи включает укладку асбестовых плит, теплоизоляционных плит и теплоизоляционного кирпича сухим способом. При укладке плит и кирпича их следует укладывать от поперечного центра траншеи наружу, избегая сплошных швов, и аккуратно утрамбовывать деревянным молотком. Плиты и кирпичи распиливаются пилой, и все зазоры в каждом слое заполняются порошком оксида алюминия. Зазоры между плитами/кирпичами и периметром траншеи заполняются сухим гидроизоляционным материалом или огнеупорными гранулами и уплотняются. Поврежденные теплоизоляционные плиты должны быть отпилены, и их размеры должны составлять 2/3 от проектных параметров. В зависимости от деформации дна траншеи допускается также изготовление теплоизоляционных плит на месте, но изготовленная толщина не должна превышать 10 мм. Каждый слой кирпичей следует укладывать со смещенными швами, с зазорами менее 1 мм.

Укладка огнеупорного кирпича на дно резервуара

После укладки слоя порошка оксида алюминия или огнеупорных гранул на поверхность теплоизоляционных кирпичей в соответствии с проектными требованиями, используйте отвес для укладки кирпичей слой за слоем, создавая длинный отвес. Отметьте продольные ряды кирпичей на его верхней поверхности. Во время укладки используйте зажим для отвеса на укладываемом слое кирпичей и используйте отвес для развешивания линий на отвесах с обеих сторон. Это контролирует толщину и продольное расположение кирпичей, обеспечивая точную укладку. Конструкция с отвесом на дне резервуара показана на рисунке 2.

Рисунок 2 Подвесная линия внизу каменной кладки

1-Зажим; 2-Отвес; 3-Отвес; 4-Линия; 5-Боковая пластина корпуса резервуара; 6-катодиодное окно

Швы между огнеупорными кирпичами должны быть заполнены более чем на 90%. Верхние, боковые и горизонтальные швы должны быть выполнены в соответствии с проектными требованиями. Заполните зазоры вокруг кладки огнеупорными гранулами и уплотните их. После завершения работ очистите поверхность и проверьте ее по предварительно начерченной базовой линии. Измерьте девять точек на поверхности кладки; если будут обнаружены какие-либо проблемы, устраните их до тех пор, пока не будет достигнут стандарт. Требование к плоскостности поверхности не должно превышать ±2 мм.

Укладка сухого водонепроницаемого материала на дно траншеи

Перед укладкой сухого водонепроницаемого материала на изоляционный кирпич сначала, в соответствии с предварительно рассчитанным коэффициентом сжатия, изготавливается специальный стальной шаблон определенной высоты, который используется совместно с выравнивающей рейкой. Как правило, сухой водонепроницаемый материал уплотняется в два слоя. После укладки первого слоя до расчетной высоты его выравнивают рейкой, а затем сверху укладывают полиэтиленовую пленку и холоднокатаную стальную пластину или фанеру толщиной 1 мм для предотвращения пыли во время уплотнения. Для уплотнения используется специальный возвратно-поступательный трамбовочный пресс (примерно 6500 ударов в минуту) в соответствии с заданной линией и количеством проходов. После завершения укладки первого слоя проверяют, соответствует ли уплотненная высота водонепроницаемого материала его коэффициенту сжатия. После прохождения проверки укладывают второй слой, уплотняя водонепроницаемый материал до заданной высоты тем же методом. После уплотнения отмерьте 9 точек на поверхности водонепроницаемого материала в соответствии с предварительно нанесенной базовой линией для проверки. Любые участки, выходящие за пределы стандарта, могут быть отремонтированы для достижения ровности ±4 мм, обеспечивая соответствие установочным размерам блоков катодного углерода.