ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТРУКТУРНО-ХИМИЧЕСКОЙ МОДИФИКАЦИИ КЕРАМИЧЕСКИХ ОГНЕУПОРОВ С ЦЕЛЬЮ РЕМОНТА ФУТЕРОВОК ТЕПЛОВЫХ АГРЕГАТОВ

THE USE OF STRUCTURAL-CHEMICAL MODIFICATION OF CERAMIC REFRACTORIES FOR REPAIRING THE LINING OF HEATING UNITS

Svetlana Sokolova

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

Russia, Samara

Kristina Chenreva

the student the Samara state University of means of communication,

Russia, Samara

АННОТАЦИЯ

При способе ремонта футеровок с использованием структурно-химической модификации керамических огнеупоров происходит образование тугоплавких фосфатов; формируется рабочий защитный слой, обладающий высокой адгезией к ремонтируемой поверхности.

ABSTRACT

In the method of fixing linings using structural and chemical modification of ceramic refractories, the formation of refractory phosphates; work formed a protective layer having high adhesion to the repaired surface.

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

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

Важной задачей является создание и внедрение на производстве ресурсосберегающих технологий для строительства и ремонта футеровок тепловых агрегатов с применением эффективных огнеупорных футеровочных материалов, обладающих повышенными эксплуатационными показателями.

Как показывают дилатометрические исследования, проведенные в ЗАО «НИИ Керамзит», коэффициенты термического расширения шамота, пропитанного Н₃РО₄ и шамотного фосфатного раствора-обмазки, находятся в пределах (7,57–8,63)*10^-6 град^-1 при температурах 500–900⁰С. С целью сближения физико-термических показателей образцы из растворов-обмазок испытывали на прочность при сжатии после нагрева. Составы и некоторые свойства растворов представлены в таблицах 1 и 2.

По прочности сцепления фосфатные растворы-обмазки даже при большей толщине склеивания превосходят шамотно-глинистый раствор [1, с. 42]. Это объясняется тем, что ортофосфорная кислота, впитываясь в поверхностные слои шамотного огнеупора, изменяет его фазовый состав в сторону сближения с составом раствора-обмазки. Коэффициенты термического расширения раствора-обмазки и огнеупорной основы (шамота) практически становятся близкими. Это обстоятельство и определяет высокие адгезионные свойства растворов-обмазок и значительно больший срок службы футеровки.

Таблица 1.

Основные физико-термические показатели жаростойких растворов-обмазок

Таблица 2.

Термические и адгезионные свойства жаростойких растворов-обмазок

Полученные результаты определения температуры деформации под нагрузкой и термической стойкости образцов растворов-обмазок показывают, что температура применения шамотных фосфатных растворов-обмазок находится в пределах 1300–1310⁰С, что позволяет применять их для ремонтных футеровочных работ во многих тепловых агрегатах. Термостойкость фосфатных растворов-обмазок вполне удовлетворяет повышенным требованиям, предъявляемым к жаростойким бетонам, работающим в условиях попеременного нагрева и охлаждения.

Таким образом, применение такого способа ремонта футеровок с использованием структурно-химической модификации керамических огнеупоров показало следующее:

• происходит химическое взаимодействие Н₃РО₄ с минералами штучных шамотных огнеупоров с образованием тугоплавких фосфатов;
• образуется контактный переходный слой, компенсирующий термические деформации при нагревании за счет выравнивания коэффициентов термического расширения у шамотной кирпичной основы футеровки и у затвердевшего фосфатного раствора-обмазки;
• формируется рабочий защитный слой на базе затвердевшего фосфатного раствора-обмазки, обладающего высокой адгезией к ремонтируемой поверхности.

Наряду с фосфатными растворами-обмазками, предназначенными для ремонта футеровок тепловых агрегатов с целью уменьшения усадочных деформаций-покрытий разработаны мелкозернистые бетонные огнеупорные набивные массы [2, с. 50]. Огнеупорные набивные массы в отличии от разработанных жаростойких растворов-обмазок имеют ряд специфических различий. Так технологическими особенностями применения огнеупорных набивных масс, предусмотрено их уплотнение при проведении ремонтных работ в печах и других тепловых агрегатов.

Применение фосфатных связующих в составах огнеупорных набивных масс позволяет их использовать и для ремонта футеровок промышленных печей с агрессивными средами.

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.