СПОСОБ РЕМОНТА ФУТЕРОВОК ТЕПЛОВЫХ АГРЕГАТОВ С ПОМОЩЬЮ ПРОПИТОЧНО-ОБМАЗОЧНЫХ СОСТАВОВ

METHOD OF REPAIR OF LINING OF THERMAL UNITS USING AN IMPREGNATING-COATING COMPOSITIONS

Svetlana Sokolova

сand. Tech. Sci., the senior lecturer the Samara state University of means of communication,

Russia, Samara

Viktoria Pugina

the student the Samara state University of means of communication,

Russia, Samara

АННОТАЦИЯ

Защитная огнеупорная обмазка в виде фосфатного раствора дает возможность значительно сэкономить дорогостоящие огнеупоры и продлить сроки службы футеровок. Фосфатные покрытия и пропитки обладают высокими физико-термическими показателями.

ABSTRACT

Protective refractory coating in the form of phosphate solution enables to save a costly refractories and extend the service life of the linings. Phosphatic coating and impregnation have a high physico-thermal characteristics.

Ключевые слова: фосфатные связки; ортофосфорная кислота; жаростойкие растворы; структурно-химическая модификация; шамот; муллит.

Keywords: phosphate binder; phosphoric acid; refractory mortar; structural and chemical modification; chamotte; mullite.

В настоящее время еще велик объем применения штучных керамических огнеупоров (шамот, муллит, хромомагнезит, корунд) для возведения футеровок тепловых агрегатов, эксплуатирующихся в различных отраслях промышленности. Однако, наиболее широко распространенным огнеупором является шамот.

Во многих случаях не является целесообразным изготавливать жаростойкие бетонные крупно- и мелкогабаритные блоки или монолитные мелкозернистые бетонные смеси для ремонта футеровок тепловых агрегатов. В связи с этим были исследованы составы защитных обмазок, представляющие собой жаростойкие растворы на фосфатных связующих. Они обладают высокими прочностными свойствами, адгезией к шамотному огнеупору, химической и термической стойкостью, огнеупорностью, износоустойчивостью к воздействию агрессивных расплавов.

Защитная огнеупорная обмазка в виде фосфатного раствора дает возможность значительно сэкономить дорогостоящие огнеупоры и продлить сроки службы футеровок. Так, для того чтобы произвести ремонт теплового агрегата, достаточно только очистить старый слой обмазки и нанести новый, не разбирая конструкцию кладки [1, c. 42].

Огнеупорные фосфатные обмазки – это измельченные смеси глинистых и высокотемпературных тонкодисперсных и мелкозернистых компонентов, которые в виде растворов, полученных путем затворения их ортофосфорной кислотой, применяют при возведении футеровок из огнеупорных изделий, или при их ремонте путем нанесения обмазок по кирпичной кладке.

В процессе нанесения фосфатного раствора-обмазки на футеровку теплового агрегата, выполненной из штучных шамотных огнеупоров, происходит активная пропитка поверхности кирпича за счет капиллярного подсоса. Пропитке подвергается также огнеупорный заполнитель, в частности шамотный песок, присутствующий в фосфатном растворе-обмазке.

Фосфатные покрытия и пропитки, выполненные на основе ортофосфорной кислоты, обладают высокими физико-термическими показателями, не требуют предварительного обжига, возможно иногда применение небольшой термообработки.

Было изучено влияние пропитки шамотных огнеупоров плотной и пористой структуры ортофосфорной кислотой. Образцы, выпиленные из шамотного кирпича типа ШБ (ГОСТ 390-96) и пеношамота ШЛБ-06 с маркой по плотности 600, пропитывали ортофосфорной кислотой 70 %-ой концентрации в естественных условиях в течение 24 часов. После этого образцы подвергались нагреву при температурах: 200; 500; 800; 1000; 1200; 1500⁰С в течение 2-х часов.

Изменение плотности и прочности образцов после испытаний приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Влияние пропитки ортофосфорной кислотой и последующего нагрева алюмосиликатных огнеупоров на их физико-механические свойства

Из таблицы 1 видно, что пропитка плотных и пористых шамотных материалов Н₃РО₄ положительно влияет на их термомеханические свойства. Прочность при сжатии плотного и пористого шамота увеличивается в 1,2–2 раза, а плотность увеличивается на 1–1,5 %.

Таким образом, ремонт футеровки возможно осуществлять в виде обработки футеровки ортофосфорной кислотой, выполняя пропитку поверхности, или наносить слой обмазки в виде фосфатного раствора на кирпичную кладку.

Были исследованы структурно-фазовые превращения шамотного огнеупора при обжиге, пропитанного ортофосфорной кислотой. Петрографический анализ микроструктуры образцов, пропитанных 70 %-ой ортофосфорной кислотой и подвергнутых термообработке при температуре 1500⁰С показал рост кристаллической составляющей: муллита, кварца и кристобафита (рис. 1). Данная технология повышения физико-термических показателей керамических огнеупоров составила основу структурно-химической модификации штучных огнеупоров [2, c. 48].

Рисунок 1. Микроструктура шамота, обожженного при температуре 1500⁰С. 01; 02 – сухой шамот; 03; 04 – пропитанный 70 %-ной Н₃РО₄ и подвергнутый обжигу

Термическое расширение является основной причиной разрушения огнеупорных футеровочных материалов. С целью сближения коэффициентов термического расширения шамотной кладки с фосфатной обмазкой, предлагается предварительная обильная пропитка ортофосфорной кислотой ремонтируемой поверхности. Шамотная основа в результате пропитки после термообработки снижает свой КТР, который становится сравним с КТР шамотного фосфатного раствора-обмазки.

Список литературы:

1. Хлыстов А.И., Соколова С.В. О службе шамотных огнеупоров в футеровке керамзитообжигательных печей // А.И. Хлыстов, С.В. Соколова. Огнеупоры и техническая керамика. – 2007, № 5. – С. 41–44.
2. Хлыстов А.И., Соколова С.В., Баранова М.Н., Коннов М.В., Широков В.А. Совершенствование технологии применения пропиточно-обмазочных составов и структурно-химической модификации алюмосилиткатных огнеупоров // Огнеупоры и техническая керамика. – 2015. – № 10. – М.: С. 48–55.