Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Неформованные огнеупоры. Свойства и применение неформованных огнеупоров Сост. И. Д. Кащеев [ др.]; Под ред. И. Д. Кащеева

.pdf
Скачиваний:
23
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
15.72 Mб
Скачать

 

 

 

Т а б л и ц а 9.3

Огнеупорные материалы для футеровки вращающейся печи для обжига глины

Участок футеровки от

Толщина

Материал

Способкладки

горячей головки, м

футеровки, мм

 

 

0-42

230

Шамот класса А На шамотном растворе, толщина шва

4,2-19,2

 

 

-1,3 мм

230

Шамот класса А На шамотно-глиноземистом растворе,

19,2-36,9

 

 

толщина шва -2,4 мм

230

Шамот класса А То же

36,6-60,0

200

Шамот класса Б На шамотно-бокситовом растворе,

 

 

 

толщина шва -2 мм

 

 

 

 

Т а б л и ц а 9.4

Составы растворов для кладки футеровки вращающихся печей и холодильников

Номер

 

 

Массоваядоля, %

 

 

шамотный

шамотный мертель

огнеупорнаяглина

портландцемент

вода

состава

 

порошок

маркиМШ-28

(ТУ 14-8-336-80)

марки400

(сверх 100 %)

 

(ГОСТ6137-97)

(ГОСТ 10178-85)

1

65-70

30-35

35-40

2

60-65

5-10

30-35

40-40

3

25-30

25-30

5-10

30-35

40-45

4

40-45

40-45

___

10-15*1

35-45

5

70

35-45*2

ЗО*3

6

35-45*2

100*3

7

65

30

35-45

 

 

 

 

8

50

___

50

35-40

9

35-45*2

100*4

Указано содержание триполиосфата натрия (ГОСТ 13493-86), %.

*2 Указано содержание раствора Ме504 (ГОСТ4523-77) плотностью 1,18-1,20 г/см3, %. *3 Указано содержание СМЖ(ТУ 14-8-135-74), %.

**Указано содержание заполнителя марки ЗХП (ТТ200-163-99), %.

Т а б л и ц а 9.5

Шамотные мертели по ГОСТ 6137-97

Наименование показателя

 

Нормадля марки

 

МШ28

МШ31

МШ36

МШ39

 

Массовая доля, %:

28

31

36

39

АЬОз, не более

РегОз, не более

1,6

1,8

^С О э, в пределах

0,12-0,18

0,12-0,18

лигносульфонатов (ЛСТ), в пределах

0,07-0,13

0,07-0,13

Изменение массы при прокаливании, %, в

1,3-3,0

1,8-3,2

1,3-3,0

1,3-3,2

пределах

1650

1690

1730

1730

Огнеупорность, °С, не ниже

Массовая доля влаги, %, не более

5

5

5

5

Зерновой состав, %:

 

 

 

 

проход через сетку:

100

№ 2, не менее

№ 1, не менее

100

100

100

№ 05, не менее

60-94

95

95

95

№ 009, в пределах

60-85

60-90

60-85

 

 

 

Т а б л и ц а 9.6

Глины огнеупорные Нижне-Увельского месторождения по ТУ 14-8-336-80

 

 

Норма для марки

Наименование показателя

 

Основные

Полукислые

 

НУ1

НУ2

НУПК

Массовая доля на прокаленное вещество, %

 

 

 

АЬОз, не менее

32

28

23

РегОз, не более

3,5

4,5

5,0

Изменение массы при прокаливании, %, не более

14

14

12

Огнеупорность, С, не ниже

1690

1670

1650

менением различных растворов, выбор которых определяется условиями эксплуата­ ции вращающейся печи. В табл. 9.2 и 9.3 для различных зон этих печей указаны марки применяемых огнеупорных изделий и способ кладки: насухо или с применением со­ ответствующих растворов, а в табл. 9.4 — составы применяемых растворов.

В табл. 9.5 и 9.6 приведены соответственно характеристики шамотных мертелей по ГОСТ 6137-97 и огнеупорной глины по ТУ 14-8-336-80, входящих в состав растворов.

Для кладки шамотных огнеупоров класса Б применяют шамотно-бокситовый воз- душно-твердеющий мертель. Состав мертеля, %: каолиновый шамот 90, боксит 10. Сверх 100 % в мертель добавляют 15 % жидкого стекла плотностью 1,4-1,6 г/см3 с модулем 2,5-3,0. Зерновой состав мертеля, %: фракции крупнее 0,5 мм <1, фракции 0,5-0,2 мм <10, мельче 0,088 мм 60-70. Огнеупорность мертеля выше 1650 °С, содер­ жание в мертеле А120 3 не менее 35 %, Ре20 3 не более 5 %.

Для повышения стойкости футеровки вращающихся печей рекомендуется для клад­ ки горячих головок вращающихся печей и барабанных холодильников применять мер­ тели на хромитопериклазовом заполнители марки ЗХП, при этом стойкость горячих головок повышается в 2-3 раза; по химическому и зерновому составам мертель дол­ жен соответствовать следующим требованиям:

Массовая доля, %:

 

Ре20 3, не более..............................................................................

15

Сг20 3 .................................................................................................

8-18

А120 3, не более..............................................................................

18

Зерновой состав, %:

 

остаток на сетке № 05, не более...............................................

10

проход через сетку № 0063, не менее.....................................

75

По способу закрепления и передачи нагрузок на конструктивные элементы котла обмуровки подразделяются на самонесущие, опирающиеся непосредственно на фун­ дамент; накаркасные (выполненные в виде отдельных щитов или штучных изделий), опирающиеся на конструкции каркаса котла; натрубные, закрепленные непосредствен­ но на трубах экранной системы, перемещающиеся совместно с ними при тепловых расширениях и передающие нагрузки через экранную систему на каркас котла.

По удельной массе (на 1 ед. площади) обмуровки подразделяются на тяжелые (мас­

сой >600 кг/м2), облегченные (150-600 кг/м2), легкие (<150 кг/м2).

В последние годы на смену тяжелой, облегченной и легкой обмуровкам пришла сверхлегкая обмуровка, состоящая практически только из одной теплоизоляции. Это стало возможным с разработкой новой конструкции котельных агрегатов в газоплот­ ном исполнении с применением плавниковых труб, которые экранируют не только топку, но и переходной газоход и конвективную шахту. Температура на поверхности труб и плавников не превышает 460 °С, что позволяет обойтись без огнеупорных из­ делий и бетонов и использовать для облицовки теплоизоляционные волокнистые ма­ териалы (базальтовые супертонкие волокна БСТВ кажущейся плотностью 80 кг/м3 с максимальной температурой службы 700 °С и муллитокремнеземистые волокнистые материалы). В настоящее время 90 % котлоагрегатов в России выпускаются в газо­ плотном исполнении с сверхлегкой обмуровкой из волокнистых материалов.

Тяжелая обмуровка применяется в настоящее время в парогенераторах малой про­

изводительности (<100 т/ч) и устаревшей конструкции.

Облеглеченная обмуровка используется при снижении температуры огневой по­

верхности внутреннего слоя до 450-800 °С за счет экранирования стен топочной ка­ меры. Облегченная обмуровка (рис. 10.2) применяется в парогенераторах средней и большой производительности (до 500 т/ч) и выполняется в кирпичном или бетонном варианте из двух-трех слоев огнеупорных и теплоизоляционных изделий и материа­ лов. Общая толщина обмуровки от 250 до 500 мм.

Облегченная бетонная обмуровка экранированных топочных стен и угла топки по­ казан на рис. 10.3 и 10.4. Обмуровка состоит из слоя хромитовой массы, наносимой непосредственно на экранные трубы, слоя легковесного теплоизоляционного (диатомитового) бетона, армированного металлической сеткой, слоя теплоизоляционных плит (вермикулит или асбоцемент) и слоя уплотнительной газонепроницаемой штукатур-

400 °С

72 °С

50 °С

312 °С

1

1

р;1в

1

+

с л /г

4

Рис. 10.2. Схема облегченной обмуровки (А, Б) и

температура на границах слоев: а — шамотный

ИЗ, ИЗ

ж

кирпич; б—теплоизоляционный бетон; в— теп­

 

296

 

лоизоляционные плиты; г — огнеупорный ша­

 

 

мотный бетон

 

 

 

Рис. 10.3. Натрубная облегченная бетонная обмуровка: 1 — хромитовая и шамотная масса; 2 — легковесный теплоизоля­ ционный бетон; 3—теплоизоляционные плиты; 4— газонеп­ роницаемая штукатурка; 5 — штыри

ки. Крепление обмуровки к экранным трубам достигается путем схватывания первого слоя с трубами и крепления двух слоев сеток при помощи штырей.

Легкая обмуровка (рис. 10.5) выполняется из огнеупорных и теплоизоляционных

бетонов и набивных пластичных масс без использования шамотных и легковесных изделий.

При применении легких обмуровок появились возможности выполнять конструк­ ции любой конфигурации непосредственно при монтаже, при ремонтах и механизи-

Рис. 10.5. Схема легкой обмуровки и температура на границах слоев: / — накаркасная обмуровка

— огнеупорный шамотный бетон, б — теплоизоляционные плиты); II— натрубная обмуровка — огнеупорный шамотный бетон, б— теплоизоляционные плиты, в— газонепроницаемая магнезиаль­ ная обмазка); К — каркас; М — металлический лист

ровать ряд ручных операций. Легкие обмуровки применяются на парогенераторах большой производительности современных конструкций и подразделяются на накаркасные и натрубные.

Одним из видов накаркасной обмуровки является щитовая конструкция в металли­

ческом обрамлении, состоящая из двух слоев теплоизолирующих материалов и слоя огнеупорного бетона с огневой стороны (рис. 10.6). Рамка такой обмуровки крепится к каркасу парогенератора. Накаркасную обмуровку в виде щитов применяют на мно­ гих парогенераторах большой паропроизводительности для обмуровок в области па­ роперегревателей, газоповоротных камер и конвективной шахты.

Опыт эксплуатации накаркасных обмуровок показал, что для предупреждения по­ явления неплотностей стыки между панелями следует заполнять асбестодиатомитовым бетоном, а между сеткой, по которой наносится уплотнительная обмазка, и окай­ млением панели необходимо укладывать листовой асбест или жаростойкий картон.

Натрубную обмуровку (рис. 10.7) парогенераторов большой паропроизводительно­

сти выполняют в виде отдельных слоев, последовательно наносимых в пластическом состоянии на трубы смонтированных экранных поверхностей или в виде готовых плит (панелей) с огнеупорным и теплоизоляционными слоями путем установки плит на балки жесткости.

Применяется натрубная обмуровка, которая в отличие от типовых обмуровок состо­ ит из отдельных плит из огнеупорного бетона, закрепленных на экранных трубах при помощи штырей (рис. 10.8). Плиты из огнеупорного бетона размерами 1000x1000 и толщиной 50 мм сварены в блоки по 4 штуки при помощи выступающей арматуры, а

Рис. 10.6. Накаркасная обмуровка парогенерато­

Рис. 10.7. Типовая натрубная обмуровка пароге­

ра: 1— уплотнительная газонепроницаемая обмаз­

нератора: 1 — газонепроницаемая обмазка; 2

ка; 2— крепление проволочного каркаса; 3— рама

теплоизоляционные плиты; 3 — шамотный бе­

панели; 4 — экранные трубы; 5 — проволочный

тон; 4 — экранные трубы; 5 — штырь; 6 — ме­

каркас; 6— шамотный бетон; 7— теплоизоляци­

таллическая сетка; 7 — шайба крепежная (ЮОх

онные плиты

хЮО мм)

Рис. 10.8. Конструкция сборной на* трубной обмуровки степлоизоляцион­ ным напыляемым слоем: 1 — экран­ ные трубы; 2 — плиты из огнеупор­ ного бетона; 3 — тепловая изоляция; 4 — металлическая сетка; 5 — газо­ непроницаемая штукатурка; 6 — ас­ бестовый шнур

500 °С

III =

и

=ж

иIII

о

Т\ Ш

жМ

иж /

ж=

ж

I *50 50 ж

163

Рис. 10.9. Сверхлегкая обму­ ровка и температура на гра­ ницах слоев: а — волокно БСТВ или МКРВ; М — ме­ таллический лист

блоки в свою очередь соединены между собой компенсаторами. Стыки между плита­ ми уплотнены асбестовым шнуром. На плиты нанесен методом напыления слой теп­ ловой изоляции из асбестоперлитовой смеси на связке из жидкого стекла. Сверху изо­ ляционного слоя натянута металлическая сетка, по которой уложена газоплотная цггукатурка.

Сверхлегкая обмуровка (рис. 10.9,) в районе газоплотных панелей — натрубная. Она

крепится к цельносварным панелям, ограждающим топочную камеру, переходный газоход и верхнюю часть конвективной шахты. Толщина обмуровки стен топки, пере­ ходного газохода и верхней, экранированной части конвективной шахты составляет 160 мм. Обмуровка состоит из базальтового супертонкого волокна БСТВ или мулли­ токремнеземистого рулонного материала (МКРВ). Пространство между мембранны­ ми панелями экранов и первым слоем обмуровки заполняют известковокремнеземис­ той мастикой, образуя выравнивающий слой. Обмуровку крепят к панелям шпилька­ ми, приваренными к плавникам панелей.

10.3. Обмуровка топочных камер котельных установок

На топочную камеру расходуется около 90 % всех огнеупоров, использующихся в футеровке котельной установки. Основная характеристика обмуровок топочных ка­ мер отечественных парогенераторов приведена в табл. 10.1.

Своды топок. Своды топок по конструкции подразделяются на арочные и подвес­ ные. Последние могут быть выполнены из кирпича или набивных масс.

Конструкция подвесного бетонного свода, используемая в области невысоких (до 1000 °С) температур и при экранировании поверхностей, показана на рис. 10.10. Для футеровки таких сводов применяют армированный огнеупорный шамотный бетон на глиноземистом цементе или портландцементе. Другой вариант футеровки подвесного свода: слой шамотного бетона толщиной 150 мм, слой легковесного диатомитового

Характеристика обмуровок топочных камер парогенераторов

Тип и производительность

Конструктивная характеристика

Общая

Масса

парогенератора,

 

 

толщина

материал

толщина, мм

1 м3, кг

конструкция обмуровки

обмуровки, мм

Парогенераторы

Шамотный кирпич

250

510

875

устаревших типов

Красный кирпич

250

 

 

Тоже

Шамотный кирпич

250

510

650

 

Диатомитовый кирпич

250

 

 

ПК-19, ПК-20,

Хромитовая масса

38

160

124

100 т/ч, натрубная

Теплоизоляционный бетон

52

 

 

 

Изоляционные плиты

50

 

 

 

Уплотнительная штукатурка

20

 

 

БКЗ-160,

Огнеупорный бетон по сетке

15

55

180

натрубная

Теплоизоляционный бетон

55

 

 

 

Изоляционные плиты

95

 

 

ТГМ-151, 220 т/ч,

Уплотнительная обмазка

15

 

 

Шамотный бетон

60

215

145

накаркасная

Теплоизоляционные плиты

135

 

 

 

Уплотнительная обмазка

20

 

 

ТП-80,420 т/ч,

Огнеупорный бетон по сетке

25

160

120

натрубная

Теплоизоляционные плиты

120

 

 

 

Уплотнительная обмазка

15

 

 

ТПП-ПО, 95 т/ч,

Шамотный бетон

60

210

200

накаркасная щитовая

Теплоизоляционные плиты

150

 

 

 

Металлическая обшивка

3

 

_

ТЕМП-114, 950 т/ч,

Шамотный бетон

60

280

накаркасная

Теплоизоляционные плиты

220

 

 

 

Обшивка

3

 

 

П-49,1600 т/ч,

Огнеупорный бетон

70

260

270

накаркасная щитовая

Теплоизоляционный бетон

70

 

 

 

Теплоизоляционные плиты

100

 

 

 

Газоплотная штукатурка

20

 

 

Пп-2500/255,

Шамотный бетон

50

180

180

2500 т/ч,

Известковокремнеземистые плиты

115

 

 

накаркасная щитовая

Магнезиальная обмазка

15

 

 

Расчетная тепловая характеристика

температура на температура на тепловой огневой стороне, °С наружной стороне, °С поток, Вт/м2

705

90

902

705

82

735

320

65

511

347

56

302

350

50

267

347

50

247

400

48

227

601

53

286

500

48

240

500

54

283

 

 

Рис. 10.10. Подвесной бетонный свод: 1 — диато-

 

 

митовый кирпич; 2 — фанера толщиной 4 мм; 3

 

 

уплотнительная огнестойкая обмазка; 4 — прово­

 

 

лочная арматура диаметром 4 мм; 5 — огнеупор­

 

 

ный шамотный бетон

 

 

бетона толщиной 100 мм, слой матов из ми­

 

 

неральной ваты толщиной 100 мм и слой уп­

 

 

лотнительной штукатурки.

 

 

Зажигательные пояса. Зажигательные по-

 

^

яса, накладываемые на вертикальные стены топоч­

 

 

ной камеры, служат для повышения температуры в топке

 

и обеспечения устойчивого процесса горения топлива.

^ ^

Размеры и расположение зажигательного пояса выбираются в за-

висимости от характеристики сжигаемого топлива, а конструкция опреде­

 

ляется главным образом расположением экранных труб в топочной камере. В

устаревших конструкциях парогенераторов при разреженных экранах зажигательные пояса собраны из специальных фасонных огнеупоров, которые установлены между трубами на опорных полукольцах либо закреплены к трубам специальными крепле­ ниями из жаростойкого металла.

Современные конструкции зажигательных поясов в виде ошипованных экранных труб с нанесенных на них огнеупорной пластичной массой более надежны в эксплуа­ тации за счет гарнисажа из шлака, толщина которого саморегулируется в зависимости от толщины пластичной массы на экранной трубе и, следовательно, температуры на поверхности экрана. Для футеровки зажигательных поясов (рис. 10.11) применяют хромитовые и карбидкремниевые огнеупорные набивные массы. Применение карбидкремниевых масс, наносимых способом торкретирования на ошипованную поверх­ ность нагрева, дает наибольший эффект, но технологически этот процесс сложен и по сравнению с хромитовыми массами дорогой.

Нижняя часть (под) камерных топок. При сухом удалении шлака нижняя часть топки имеет вид бункера, футеровка которого в зависимости от шага экрана выполне­ на из тех же огнеупорных материалов, которыми футеруют стены топки.

В топках с жидким шлакоудалением под горизонтальный с не­ большой леткой, высота борта которой 150-200 мм, что определяет уровень жидкого шлака на поде.

Чаще всего поды, выполненные из набивной хромитовой массы, охлаждают экранными трубами. Неохлаждаемый под выполняют из шамотных изделий.

Рис. 10.11. Зажи­ гательный пояс из набивных масс

10.4. Обмуровка промышленных парогенераторов

различной мощности и водогрейных котлов

Промышленные парогенераторы малой мощности. Для парогенераторов малой производительности, устанавливаемых в промышленных или отопительных котельных, применяется тяжелая обмуровка простейшего типа из шамотного и красного кир­ пича толщиной 500 мм и более и удельной массой не менее 600 кг/м2.

Облицовку наклонного потолка выполняют подвесной с опорой через систему ба­ лок на каркасе парогенератора (рис. 10.12).

Парогенераторы малой мощности, работающие на газе, имеют облегченную конст­ рукцию обмуровки (рис. 10.13). Обмуровка боковых стен и потолка парогенератора опирается на нижние балки каркаса парогенератора и состоит из слоя футеровки тол­ щиной 65 мм, выполненного из плит легковесного шамота, теплоизоляционного слоя из известковокремнеземистых плит толщиной 30 мм в два ряда и известковокремне­ земистой штукатурки толщиной 10 мм по сетке из проволоки. В пределах топки по­ верхность футеровочного слоя, обращенного в топку, покрывается в промежутках между трубами хромомагнезитовой обмазкой толщиной 3 мм.

Барабанные парогенераторы производительностью от 50 до 640 т/ч. Обмуровку барабанных котлов с естественной циркуляцией выполняют как накаркасной, так и натрубной. Накаркасная обмуровка может быть кирпичной (с передачей массы на кар­ кас парогенератора с помощью специальных разгрузочных кронштейнов) и бетонной щитовой, которая крепится к основному каркасу парогенератора. Кирпичная накар­ касная обмуровка применяется для парогенераторов небольшой производительности (50-75 т/ч).

Рис. 10.12. Конструкция обмуровки наклонного потолка парогенера­ тора: 1 — асбестоцементная уплотнительная штукатурка; 2 — асбестодиатомитовый бетон; 3 — шамотный бетон; 4 — асбокартон; 5 — арматурная проволока

Рис. 10.13. Конструкция облегченной обмуровки фронтовой стены па­ рогенератора малой мощности: 1— металлическая обшивка; 2 — теп­ лоизоляционная плита; 3 — мастика; 4— диатомитовый кирпич; 5 — уплотнительная обмазка; б— легковесный шамотный фасонный кир­ пич; 7— клямер; 8 — огнеупорная обмазка