отраслевая информация

Сплошная торкретировка фурменной зоны доменной печи с использованием насосной корундовой огнеупорной смеси позволяет кардинально решить такие проблемы традиционной футеровки из кирпича, как сложный процесс монтажа и продувка газов. Данный материал и технология его нанесения широко применяются как при ремонте фурменной зоны, так и при проектировании новых доменных печей, что позволяет не только значительно повысить эффективность работ, но и снизить стоимость восстановления. В настоящее время практика торкретирования фурменной зоны распространилась и на такие области, как заплечики и распар.

В новых доменных печах после 5 и более лет эксплуатации футеровка фурменной зоны и внутренняя кладка подвергаются различной степени растворения/эрозии. Для быстрого ремонта внутренней футеровки печи обычно применяют методы горячего ремонта , в то время как для восстановления футеровки фурменной зоны используется метод сплошной торкретировки при кратковременной остановке печи .

Сплошная торкретировка фурменной зоны является классическим примером применения неформованных огнеупоров (смесей). Условия её эксплуатации, даже по сравнению с горном, являются более сложными. Поэтому как к материалам, так и к технологии предъявляются высокие требования, обусловленные температурным режимом, механическим истиранием и химической эрозией. Для защиты рабочего слоя, с одной стороны, используется принцип шлакового настылеобразования , а с другой — сам материал должен обладать наивысшими эксплуатационными характеристиками.

При ремонте футеровки фурменной зоны обычно применяются две схемы: кладка комбинированных блоков и монолитная заливка. Первая, как правило, используется при проектировании фурменной зоны новых доменных печей, тогда как вторая часто применяется при восстановлении фурменной зоны в процессе среднего ремонта. В последние годы при проектировании фурменной зоны новых доменных печей также повсеместно используется технология монолитной заливки, что обусловлено следующими причинами:

1. Производство комбинированных фурменных блоков требует длительного цикла предварительного изготовления, необходимости предварительной кладки и сопряжено с высокой сложностью обработки.
2. Конструкция комбинированных фурменных блоков относительно сложна, их кладка затруднена и склонна к отклонениям, что впоследствии может привести к продувке газов после запуска печи.
3. Материал комбинированных фурменных блоков не способен эффективно формировать адгезионный шлаково-железный слой, что снижает срок службы верхней части кирпичной футеровки.

При монолитной заливке фурменной зоны используется насосная корунд-карбидкремниевая огнеупорная смесь, и футеровка восстанавливается методом заливки в опалубку. Весь процесс занимает всего 24 часа и обладает следующими преимуществами:

Во-первых, применение корунд-карбидкремниевого материала обеспечивает высокую стойкость к эрозии шлаком и чугуном, а также отличную теплопроводность, что способствует формированию стабильного адгезионного защитного слоя в фурменной зоне.

Во-вторых, монолитная конструкция фурменной зоны не имеет зазоров для продувки газов, что позволяет решить проблему утечки газов при запуске печи.

В-третьих, на горячей поверхности залитого массива вокруг фурменных аппаратов предусмотрено пространство для теплового расширения. Это, с одной стороны, обеспечивает возможность для техобслуживания и извлечения аппаратов, а с другой — решает проблему теплового расширения залитой конструкции.

Бетонная смесь для фурменных приборов доменных печей на основе золь-связки, состоящая из корунда и карбида кремния в оптимальной пропорции, представляет собой усовершенствованную альтернативу традиционным комбинированным блокам из корунда и муллита.

Кроме того, данный материал обладает сравнительно высокой теплопроводностью — коэффициент теплопроводности составляет около 5 Вт/(м·K). В условиях температур в районе 2000°C в фурменном очаге он способствует формированию слоя настыли из шлака и чугуна определенной толщины, который защищает внутреннюю футеровку. Эффективность применения данного материала на действующей доменной печи подтверждается данными сравнения тепловых потоков.

Футеровка фурменной зоны подвергается воздействию высоких температур, химической эрозии и механическому истиранию. На поздних стадиях эксплуатации защита фурменных аппаратов обеспечивается исключительно за счет слоя настыли. Поэтому стойкость к термоударам и абразивному износу является критически важной для литых смесей фурменной зоны. Применение золь-связки позволяет в полной мере раскрыть функции тонкодисперсных порошков и связующих в высокотемпературном диапазоне, что значительно повышает сопротивление материала эрозии и механическому истиранию.

Наименование: Корундовый карбидокремневый бетон

Применение: для высокотемпературного оборудования в цветной металлургии, футеровка ковшей для жидкого чугуна и миксеров, для фурменной зоны доменных печей

Наши преимущества: Производитель; Из Китая; Техническая поддержка; Можно изготовить в соответствии с Вашим потребностями.

Мин.партия: 1тонна

Запросить

Отправить

В регенераторных камерах размещается насадочный кирпич. Современные коксовые батареи повсеместно используют кирпич тонкостенной конструкции, в частности девятиканальный тонкостенный кирпич. Расположение верхнего и нижнего слоёв соосно (стык в стык) позволяет снизить аэродинамическое сопротивление кладки и увеличить площадь теплообмена, а также облегчает её очистку.

Насадочный кирпич служит теплообменным телом. Поскольку потоки газа часто и резко меняют своё направление, для его изготовления применяется шамотный (глиносодержащий) огнеупорный материал.

По форме кирпич подразделяется на два типа: брусковый и фасонный. Фасонный кирпич обладает такими преимуществами, как низкое сопротивление газовому потоку, большая площадь теплоаккумуляции, высокая тепловая эффективность, удобство очистки и лёгкость замены. Недостатками являются сложная технология производства и высокая себестоимость. Среди фасонного кирпича выделяют толстостенный шестиканальный и тонкостенный девятиканальный. На коксовой батарее M-типа Baosteel применяется тонкостенный шестнадцатиканальный кирпич. Тонкостенный кирпиль с девятью и более каналами обладает более высокими регенеративными свойствами.

Как правило, насадочный кирпич изготавливается из шамота, поскольку он отличается низкой стоимостью и хорошей устойчивостью к термическим ударам (резким перепадам температур). Его недостаток — явление ползучести (крипа), возникающее при длительном воздействии высоких температур. Также существует насадочный кирпич полукислый (полукремнезёмистый). Его теплопроводность выше, чем у шамотного, он не подвержен ползучести при высоких температурах и также обладает хорошей стойкостью к термическим ударам. Поэтому в верхней части regeneratorной камеры часто укладывают несколько рядов полукислого кирпича.

В литых огнеупорах пористость влияет на все показатели производительности. Это связано с тем, что кажущаяся пористость и объёмная плотность являются важными критериями качества для контроля литых огнеупоров.

Влияние кажущейся пористости на тепловое расширение литых огнеупоров в значительной степени зависит от распределения пор в материале, а не от величины кажущейся пористости.

После термической обработки литые огнеупоры приобретают керамическую связку. Тепловое расширение представляет собой изменение длины и объёма изделия при повышении температуры. Тепловое расширение литых огнеупоров напрямую связано с устойчивостью к термическому удару и объёмной стабильностью — тепловое расширение непосредственно влияет на термостойкость.

Коэффициент теплового расширения (КТР) литых огнеупоров близок к КТР их матрицы. Сам коэффициент теплового расширения связан со множеством факторов, включая прочность связи между частицами разного размера. На КТР литых огнеупоров влияют химический состав, минералогический состав и пористость изделия. Пористость оказывает значительное влияние на тепловое расширение. Поры дисперсно распределены в непрерывной твёрдой матрице, таким образом, литой огнеупор представляет собой композитный материал, состоящий из пор и твёрдой фазы.

Термостойкость (сопротивление термическому удару) — это способность литых огнеупоров противостоять резким перепадам температур без разрушения, то есть их устойчивость и стабильность при воздействии быстрого нагрева и охлаждения. В процессе эксплуатации литые огнеупоры часто подвергаются воздействию резких изменений температуры окружающей среды. Частые температурные колебания могут привести к образованию трещин и отслаиванию.

Чем выше коэффициент теплового расширения, тем ниже термостойкость; чем выше теплопроводность, тем лучше термостойкость. Однако на термостойкость также сильно влияют гранулометрический состав сырья, плотность, размер и распределение пор. Поэтому нельзя определять устойчивость к термическому удару, основываясь исключительно на одном показателе пористости.

Оба этих кирпича относятся к магнезиальным огнеупорам, но их состав, свойства и области применения fundamentally различаются. Периклазоуглеродистый кирпич является более advanced огнеупорным материалом, разработанным на основе периклазового кирпича для работы в более суровых промышленных условиях.

Ниже приведена сравнительная таблица:

Ключевые отличия в двух словах:

• Периклазовый кирпич: Это «чистый» основной огнеупор. Его главные преимущества – исключительная огнеупорность и стойкость к основным шлакам, но он очень чувствителен к резким перепадам температуры и нестоек к кислым шлакам.

• Периклазоуглеродистый кирпич: Это «композитный» высокоэффективный материал. Добавление графита кардинально улучшает стойкость к термическому удару и шлакостойкость, что делает его незаменимым материалом в современной сталеплавильной промышленности (особенно в конвертерах и электропечах). Однако его слабым местом является окисление углерода при высоких температурах, что требует введения металлических антиоксидантов и защитных покрытий.

Выбор между ними полностью зависит от условий применения: Для сред с экстремально высокими температурами, но с плавными изменениями температурного режима (например, цементные печи), подходит периклазовый кирпич. Для сред с резкими тепловыми колебаниями и химической агрессией (например, сталеплавильное производство) необходим периклазоуглеродистый кирпич.

Сталеразливочный ковш — это ключевой контейнер для транспортировки и содержания расплавленной стали, футеровка которого постоянно подвергается воздействию высоких температур, термическим ударам, эрозии от потока стали и шлаковым коррозиям. Внутренняя футеровка ковша обычно выполняется из огнеупорных материалов, таких как магниево-углеродистый кирпич или магниево-алюминиево-углеродистый кирпич. Постоянное воздействие расплавленной стали и шлаков приводит к неравномерному износу рабочих поверхностей футеровки (стороны, контактирующей со сталью, или стороны, подверженной шлаковому воздействию), что сокращает общий срок службы ковша. Когда футеровка на этих участках истончается, образуются углубления или канавки из-за эрозии, ремонт с помощью кирпича требует больших трудозатрат, а плохое соединение между новым и старым материалом может привести к утечке стали.

Огнеупорный ремонтный материал для горячего ремонта сталеразливочного ковша используется для восстановления ослабленных участков футеровки, как правило, во время замены продувочных кирпичей или среднего ремонта шлаковой линии. Этот материал прост в использовании, легко наносится, обладает высокой огнеупорностью, превосходной стойкостью к эрозии и коррозии. Технология ремонтных материалов для горячего ремонта сталеразливочных ковшей является ключевой в металлургической промышленности для защиты и восстановления футеровки, направленной на увеличение срока службы ковшей и снижение расхода огнеупоров. Нанесение материала вручную на поврежденные участки создает плотный защитный слой, значительно продлевающий срок службы футеровки.

Ремонтный материал для горячего ремонта сталеразливочных ковшей производится на основе белого корунда, высокочистого магнезита и микропорошка глинозема с цементным связующим. Он характеризуется устойчивостью к отслаиванию во время использования, высокой стойкостью к эрозии и коррозии, а также длительным сроком службы. Благодаря оптимизированному гранулометрическому составу материал равномерно заполняет зазоры без необходимости вибрации. Вид стенки ковша после нанесения материала показан на Рис. 1.

Оптимальная толщина нанесения данного ремонтного материала составляет приблизительно 20-30 мм. При чрезмерно толстом нанесении может возникнуть отслаивание из-за неполного спекания, а при недостаточной толщине эффект увеличения срока службы футеровки будет незначительным. Однократное нанесение материала позволяет увеличить продолжительность службы ковша на 15-25 плавок, значительно сокращая частоту ремонтных остановов и снижая расход огнеупоров более чем на 20%. Испытания на 120-тонном ковше для внепечной обработки стали показали, что срок службы футеровки стенки до применения материала составлял около 160 плавок. После однократного нанесения в ходе малого и среднего ремонта этот показатель увеличился до 210 плавок.

Данный материал эффективно решает проблемы локальной эрозии, образования углублений и трещин в футеровке ковша, которые традиционно сложно устранить. Он существенно повышает общий срок службы футеровки, сокращает случаи досрочного ремонта из-за локальных повреждений, стабилизирует эксплуатационные характеристики ковша и вносит важный вклад в энергосбережение и снижение расхода материалов.

С ростом потребности промышленного производства в высокотемпературном оборудовании огнеупорные материалы находят всё более широкое применение в таких областях, как промышленные печи, тепловые установки, высокотемпературные трубопроводы и т.д. Среди них огнеупорная бетонная смесь и торкрет масса часто упоминаются как два распространенных типа огнеупорных материалов. Однако многие не до конца понимают разницу между этими двумя материалами. В данной статье будет проведено подробное сравнение и анализ различий между огнеупорной литой массой и огнеупорным напыляемым покрытием.

• Состав и характеристики материалов

Огнеупорная бетонная смесь представляет собой гранулированный или сыпучий материал, изготовленный по определённой технологии из различных огнеупорных материалов, связующих веществ и добавок. Она может использоваться при высоких температурах, обладает хорошей огнеупорностью и структурной прочностью. Огнеупорная бетонная смесь может укладываться методом литья, обладает хорошей текучестью и подходит для футеровки печей различных форм и конструкций сложной конфигурации.

Торкрет масса — это огнеупорный материал, наносимый методом напыления. Он состоит главно из мелких огнеупорных заполнителей, связующих веществ и добавок. Оно может использоваться при высоких температурах, обладает хорошей термостойкостью и износостойкостью. торкрет масса удобно в нанесении, может применяться на основаниях различной формы и позволяет формировать толстые покрытия.

• Области применения и методы использования

Огнеупорная бетонная смесь в основном используется в качестве основного материала для строительства различных высокотемпературных установок, таких как металлургические печи, стекловаренные печи, керамические печи и т.д. Она может служить материалом футеровки печи, обеспечивая теплоизоляционные свойства и структурную прочность в высокотемпературных условиях. При использовании огнеупорная бетонная смесь требует определенной обработки и подготовки, такой как перемешивание, смешивание, заливка и т.д., а сроки construction относительно длительны.

торкрет масса в основном используется для поверхностной защиты и ремонта футеровки печи, например, нагревательных печей на металлургических предприятиях, оборудовании для цветной металлургии и т.д. Оно может служить материалом покрытия, обеспечивая износостойкость и термостойкость в высокотемпературных условиях. При использовании торкрет масса может наноситься непосредственно на поверхность основания, что удобно и быстро, подходит для работ на больших площадях и быстрого ремонта.

• Заключение и перспективы

В заключение, хотя и огнеупорная бетонная смесь, и торкрет масса являются огнеупорными материалами, между ними существуют определенные различия в составе материалов, областях применения и методах использования. Огнеупорная бетонная смесь, как основной материал, в основном используется для строительства структур футеровки высокотемпературного оборудования; в то время как торкрет масса, как материал для поверхностной защиты, в основном используется для защиты и ремонта поверхности футеровки. На практике необходимо выбирать подходящий огнеупорный материал в зависимости от конкретных условий эксплуатации и рабочих environment, чтобы достичь оптимального эффекта.

С постоянным прогрессом технологий и повышением потребностей в применении исследования огнеупорной литой массы и напыляемого покрытия также постоянно углубляются. В будущем, с постоянным появлением новых материалов и расширением областей применения, огнеупорная бетонная смесь и торкрет масса будут применять в более широком диапазоне областей. В то же время, с углублением концепции зеленого развития, экологические требования и требования устойчивого развития к огнеупорным материалам становятся всё выше. Поэтому будущие огнеупорные материалы должны уделять больше внимания экологическим характеристикам и устойчивому развитию, активно способствовать исследованиям и применению экологически чистых огнеупорных материалов.

1. Виды огнеупорного кирпича для сталеплавильных ковшей

Огнеупорные кирпичи для ковшей классифицируются по материалу и назначению:

• Высокоглинозёмистый кирпич
  Сырьё: боксит с высоким содержанием Al₂O₃
  Преимущества: повышенная огнеупорность и шлакоустойчивость

• Кремнезёмистый кирпич
  Сырьё: кварцит
  Преимущества: низкая теплопроводность + термическая стойкость

• Магнезитовый кирпич (наиболее распространён)
  Сырьё: магнезитовый порошок
  Применение: днище и стенки ковша
  Характеристики: устойчив к основным шлакам (CaO/SiO₂ > 2)

2. Применение в сталелитейном производстве

Ковшевая футеровка выполняет критически важные функции:

Зоны применения:

• Днище (контакт с жидкой сталью 1600-1700°C)

• Борта (воздействие шлакового слоя)

• Горловина (термомеханические нагрузки)

Ключевые требования:
✓ Сопротивление термическому шоку (>20 циклов)
✓ Химическая инертность к FeO/MnO
✓ Механическая прочность при 1500°C

3. Современные материалы (дополнение к переводу)

В тексте упомянуты инновационные решения:

• Керамоволокнистые маты (до 30% энергосбережения)

• Легковесные огнеупоры с пористой структурой

• Наномодифицированные составы (Al₂O₃-ZrO₂-SiO₂)

4. Техническое обслуживание

Регламент работ:

1. Диагностика:

   • Лазерное сканирование остаточной толщины

   • Петрографический анализ износа

2. Ремонтные операции:

   • Горячий ремонт с помощью торкретирования

   • Замена критических зон через 50-80 плавок

3. Оптимизация:

   • Компьютерное моделирование тепловых напряжений

   • Подбор материала под конкретный шлаковый режим

I. С точки зрения материаловедения

1. Несоответствие коэффициентов термического расширения (КТР)

   • Разница КТР между спинелью (MgAl₂O₄) и цементной матрицей создает межфазные напряжения
     *Пример: КТР спинели ≈7.6×10⁻⁶/°C vs алюминатного цемента ≈8.5×10⁻⁶/°C*

2. Фазовые превращения при высокой температуре

   • При 1500°C возможны:

     • Разложение цементной фазы (CA₂ → CA₆ + CaO)

     • Реакция спинели с примесями SiO₂ с образованием легкоплавких фаз (например, анортит)

3. Напряжения от спекания

   • Недостаточно предварительно обожженные спинелевые заполнители продолжают уплотняться при нагреве, вызывая усадочные трещины

II. Факторы технологического контроля

Вагранка — это оборудование, используемое в основном для плавки чугуна. Рабочая температура обычно составляет 1400–1600°C, а конструкция включает дно, шахту, переднюю печь и перемычку. Для стабильной работы в условиях высоких температур, абразивного износа и химической эрозии критически важен правильный выбор огнеупоров.

1. Огнеупоры для днища

Дно вагранки контактирует с расплавленным чугуном и несет полную нагрузку, поэтому требует материалов с высокой стойкостью к эрозии и механической прочностью.

• ASC (Al2O3-SiC-C)-трамбовки и углеродистые трамбовочные материалы: Обладают превосходной стойкостью к чугуну и высокой температурной прочностью, продлевая срок службы.

2. Огнеупоры для шахты

Верхняя часть шахты

Подвергается механическим ударам при загрузке шихты.

• Пустотелые чугунные кирпичи (с заполнением кварцевым песком): Для устойчивости к ударам и износу.

Нижняя часть шахты

Контактирует с чугуном и шлаком, требует стойкости к эрозии.

• Магнезито-хромитовые кирпичи (MgO-Cr₂O₃) или магнезитовые кирпичи (MgO): Высокая химическая инертность.

Другие зоны шахты

• Шамотные (глинистые) кирпичи или полукислые кирпичи: Для участков с умеренными температурами.

• Теплоизоляционные материалы (например, шамотные легковесные кирпичи или кирпичи с микросферами): Для снижения теплопотерь.

3. Передняя печь и перемычка

• Шамотные или высокоглиноземистые кирпичи (Al₂O₃ ≥ 48%): Основная кладка.

• ASC-трамбовки (для зон контакта с чугуном): Устойчивость к эрозии.

• Материалы с высоким содержанием карбида кремния (SiC) (для шлаковых зон): Защита от шлакового воздействия.

4. Летка и шлаковая летка

Критические зоны, подверженные воздействию чугуна и шлака.

• ASC-трамбовки или ASC-прессовки: Для шлаковой летки.

• ASC-порошковые массы (пушнины) или ASC-прессовки: Для летки чугуна.

Магнезитовый кирпич

Периклазохромитовый кирпич

Шамотный кирпич ШВГ

Al2O3-SiC-C набивная масса

Технология выплавки стали в дуговой печи

Дуговая печь — это оборудование для выплавки стали, использующее электрическую дугу, возникающую между электродами и шихтой. Технический прогресс в этой области в первую очередь связан с внедрением высокомощных печей постоянного тока, а также инновациями в продувке газа через подину и выпуске стали через донное отверстие. Конструкция дуговой печи включает свод, стенки, подину и желоб для выпуска стали, которые совместно обеспечивают процесс плавки. Выбор и применение огнеупорных материалов

▲ Выбор материалов для свода

Свод дуговой печи традиционно выкладывается высокоглиноземистым кирпичом с содержанием Al₂O₃ от 75% до 85%. По сравнению с кремнеземистым кирпичом, высокоглиноземистый отличается превосходной огнеупорностью, термостойкостью и высокой прочностью на сжатие. Благодаря богатым месторождениям боксита в Китае, этот материал стал основным выбором для сводов. Его срок службы в 2–3 раза превышает срок службы кремнеземистого кирпича. Однако с развитием крупных сверхмощных печей долговечность высокоглиноземистого кирпича снизилась, что привело к активному внедрению обожженных и необожженных магнезитовых, а также магнезитохромитовых кирпичей. Также производители предлагают литые огнеупорные сборные элементы, которые отличаются простотой монтажа, монолитностью, устойчивостью к дуговому излучению и отличной термостойкостью.

▲ Выбор материалов для стен

Выбор огнеупоров для стен зависит от зоны печи. Обычно для футеровки стен используются магнезитовый, доломитовый и периклазовый кирпичи, а также необожженные магнезитовые материалы и магнезито-доломитовые набивные массы на битумной связке. Для сверхмощных печей или печей, используемых для выплавки специальных сталей, применяются магнезитохромитовый и высококачественный магнезитовый кирпичи.

Критическими зонами являются участки у шлаковой линии и вблизи дуги («горячие точки»). Раньше здесь использовался магнезитохромитовый кирпич со сроком службы 100–250 плавок. Сейчас широко применяется более термостойкий и шлакоустойчивый магнезитоуглеродистый кирпич, увеличивающий ресурс до 300+ плавок. Для равномерного износа и продления срока службы стен также используются водяные охлаждаемые панели или кожухи с внутренним огнеупорным покрытием, хотя это может повысить энергопотребление.

▲ Выбор материалов для подины

Подина и откосы формируют ванну печи, где собираются шихта и расплав. Поскольку внутренняя футеровка контактирует со шлаком и оксидами железа, образуется деградированный слой, а в восстановительных условиях возможно разрыхление структуры и проникновение металла. Поэтому футеровка должна быть монолитной, плотной, термостойкой, прочной, устойчивой к эрозии, термоударам и иметь стабильный объем.

Для набивной футеровки используется высококачественный магнезитовый или электроплавленный магнезитовый порошок с равномерной толщиной и плотностью. Ниже располагается рабочий слой и постоянная футеровка: рабочий слой выполняется из магнезитового кирпича на смоляной связке, а постоянная футеровка — из магнезитового кирпича. В зоне шлаковой линии на откосах рекомендуется применять те же материалы, что и для «горячих точек» (например, литой или переплавленный магнезитохромитовый кирпич), причем магнезитоуглеродистый кирпич показывает наилучшие результаты.

▲ Материалы для выпускного отверстия

Технология эксцентричного выпуска через подину заменила наклоняемую конструкцию печи на стационарную с выпускным отверстием вместо желоба. Это упрощает механизм наклона, увеличивает площадь водяного охлаждения и снижает износ футеровки. Также уменьшается температура выпуска и сокращается его длительность, что экономит затраты.

• Выпускной кирпич: пропитанный битумом обожженный магнезитовый кирпич.

• Трубный кирпич: магнезитоуглеродистый (15% углерода) на смоляной связке.

• Торцевой кирпич: магнезитоуглеродистый (10–15% углерода) или Al₂O₃-C-SiC кирпич.

• Для обеспечения плавного выпуска используется формовочная смесь на основе оливинового песка.