Футеровка вращающейся печи

Футеровка вращающейся печи

Владельцы патента RU 2577662:

Изобретение относится к футеровке вращающихся печей для производства огнеупорных материалов. Футеровка содержит установленный на внутренней поверхности печи огнеупорный кирпич и имеет выступы. Выступы выполнены из формованного материала с коэффициентом температурного расширения одинаковым или выше коэффициента температурного расширения огнеупорного кирпича, в виде выступающих из футеровки элементов, расположенных диаметрально и с продольным смещением относительно друг друга. Нижняя часть выступа установлена на внутренней поверхности печи в гнезде футеровки, имеющем форму усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, примыкающим к внутренней поверхности печи. Верхняя часть выступа, находящаяся в футеровке и выходящая за пояс футеровки, закреплена методом расклинивания. Выступы выполнены из шамота или муллита и вогнутыми, повторяющими форму пояса футеровки. Обеспечивается повышение надежности работы вращающейся печи и стойкости ее футеровки. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к технике термообработки сыпучих материалов, например «сырого» кокса, и может быть использовано для устройства футеровок вращающихся печей, в металлургической промышленности в подготовке анодной массы для самообжигающихся анодов алюминиевых электролизеров и в производстве огнеупорных материалов.

Известна футеровка вращающейся печи, содержащая плотные и легковесные огнеупорные кирпичи (авторское свидетельство СССР №637607, М.кл F27B 7/28, опубл. 15.12.1978). Легковесные кирпичи размещены по окружности печи между плотными кирпичами с соотношением 2:1-7:1. Недостатками такой футеровки являются низкая абразивная износоустойчивость легковесного огнеупора и сокращение срока службы футеровки.

Известна футеровка вращающейся печи, содержащая чередующиеся по окружности печи огнеупорные кирпичи и клиновидные металлические бруски с выступами в основании, расширенном в сторону корпуса печи, и отверстиями по высоте (авторское свидетельство СССР №627293, М.кл F27B 7/28, опубл. 05.10.1978).

Недостатком футеровки является отсутствие компенсации различного термического расширения составных элементов кладки. Происходит перемещение брусков относительно кирпичей по направлению к внутренней поверхности кладки, что приводит к нарушению швов и увеличению скалывания кирпичей по внутренней поверхности футеровки, т.е. уменьшению прочности футеровки и срока ее службы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство футеровки по патенту РФ №2383836, М.кл. F27B 7/00, опубл. 10.03.2010. Футеровка вращающихся печей, выполненная огнеупорным кирпичом, содержит теплообменные элементы — выступы для перемешивания материала. Выступы выполнены в виде зубцов с выступающей из футеровки частью в форме треугольника, большая сторона которого ориентирована в направлении, противоположном разгрузочному торцу вращающейся печи. Угол между большей стороной треугольника и смежными с ней составляет не менее 45°. Зубцы расположены на участках в зоне подогрева материала во вращающейся печи параллельными рядами в шахматном порядке относительно друг друга и соседних участков.

Недостатком прототипа является низкая абразивная износоустойчивость выступов, быстрый износ, повышенная способность к скалыванию, ведущих к преждевременному разрушению и уменьшению срока службы футеровки. Еще одним недостатком является сложность процесса бетонировки выступов. Для изготовления верхней части зуба продольного выступа необходимо подготовить опалубку, установить опалубку на поверхность кладки, произвести замешивание, заливку и виброуплотнение бетона, а затем сушку и обжиг выступов. То есть процесс изготовления является сложным, длительным и трудоемким. Также следует отметить, что качественную сушку и обжиг выступов возможно осуществить только в условиях специализированного предприятия.

Задачей создания изобретения является устранение недостатков прототипа, а именно повышение производительности печи, за счет увеличения времени межремонтного периода футеровки и снижения материальных, трудовых и временных затрат на монтаж выступов.

Технический результат, полученный при использовании предлагаемого устройства, состоит в повышении надежности работы вращающейся печи и стойкости ее футеровки.

Поставленная задача достигается тем, что в конструкции футеровки вращающихся печей, выполненной огнеупорным кирпичом, на внутренней поверхности печи и снабженной выступами, согласно заявляемому решению выступы выполнены из стандартного формованного материала с коэффициентом температурного расширения одинаковым или выше коэффициента температурного расширения огнеупорного кирпича, в виде выступающих из футеровки элементов, расположенных диаметрально и с продольным смещением относительно друг друга, при этом нижняя часть выступа установлена на внутренней поверхности печи, а верхняя часть выступа, находящаяся в футеровке и выходящая за пояс футеровки, закреплена методом расклинивания.

Устройство дополняют частные отличительные признаки, способствующие решению поставленной задачи.

Нижняя часть выступа установлена в гнезде футеровки, имеющем форму усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, примыкающим к внутренней поверхности печи.

Выступы выполнены вогнутыми, повторяющими форму пояса футеровки.

Выступы выполнены из шамота или муллита.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан поперечный разрез футеровки вращающейся печи, на фиг. 2 — продольный разрез футеровки вращающейся печи, на фиг. 3 — фрагмент футеровки с выступом, на фиг. 4 — гнездо в футеровке вращающейся печи, на фиг. 5 — развертка участка футеровки вращающейся печи, на фиг. 6 — фото выступов, смонтированных в массиве футеровки промышленной вращающейся прокалочной печи, после 7 месяцев работы.

Предлагаемая футеровка (фиг. 1-5) содержит установленные на внутренней поверхности металлического корпуса 1 вращающейся печи огнеупорные клиновидные кирпичи 2 и снабжена выступами 3. Выступы 3 расположены диаметрально и с продольным смещением относительно друг друга по длине печи 1. Огнеупорные клиновидные кирпичи 2, соединенные между собой раствором по внутренней поверхности печи, образуют пояс футеровки 4. Нижняя часть 5 выступа 3 установлена на внутренней поверхности печи 1. Верхняя часть выступа 6, находящаяся в футеровке и выходящая за пояс футеровки 4, закреплена методом расклинивания. Нижняя часть 5 выступа установлена (фиг. 4) в гнезде футеровки 7, имеющем форму усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, примыкающим к внутренней поверхности печи 1.

Выступы в футеровочном массиве печи монтируются следующим образом.

После разметки внутренней части корпуса печи с использованием строительного уровня и шнура начинает выполняться кладка кирпича ШЦУ №1, 2 (применяется раствор ГАММА-3ХП). Кирпич широким торцом укладывается к обечайке печи. Ряды укладываются с перевязкой поперечных швов не менее 50 мм. При этом ширина швов составляет 3-5 мм; все швы заполняются раствором.

В футеровочном массиве в нужных местах формируются колодцы, которые затем заполняются доработанным (боковые грани стесываются до придания ему прямоугольной формы) кирпичом, укладываемым на боковую сторону. Затем на этот нижний слой укладывается верхний слой стандартного кирпича торцом вниз (формируется выступ), который в заключение расклинивается в колодце.

Кладка ведется с использованием безраспорных креплений, забивкой «замков» и подворотов корпуса печи на 45°.

Заявляемое решение позволяет увеличить «жизненный» цикл перемешивающих выступов, выполненных в футеровочном массиве вращающихся прокалочных печей, до величины межремонтного периода (11 месяцев) вращающихся печей и снизить материальные и трудовые затраты на их установку. Это подтверждено проведенными промышленными испытаниями на прокалочных вращающихся печах ОАО «РУСАЛ Красноярск» (за 7 месяцев работы прокалочной печи выступы не разрушились).

1. Футеровка вращающейся печи, выполненная из установленных на внутренней поверхности печи огнеупорных кирпичей и имеющая выступы, отличающаяся тем, что выступы футеровки выполнены в виде расположенных диаметрально и с продольным смещением относительно друг друга элементов из формованного материала с одинаковым коэффициентом температурного расширения или выше коэффициента температурного расширения огнеупорного кирпича, при этом нижняя часть выступа установлена на внутренней поверхности печи, а верхняя часть выступа, расположенная в футеровке и выходящая за ее пояс, закреплена методом расклинивания.

2. Футеровка по п. 1, отличающаяся тем, что нижняя часть выступа установлена в гнезде футеровки, имеющем форму усеченной пирамиды с прямоугольным основанием, примыкающим к внутренней поверхности печи.

3. Футеровка по п. 1, отличающаяся тем, что выступы выполнены вогнутыми, повторяющими форму пояса футеровки.

4. Футеровка по п. 1, отличающаяся тем, что выступы выполнены из шамота или муллита.

Кирпич для вращающихся печей

Кирпич для вращающихся печей ШЦУ – 13300 руб. / тонна

Фасовка: поддон 1,3 т

Отгрузка: от 5 тонн**

* Указана стоимость на 21.11.2017 г., для уточнения актуальных цен – свяжитесь с менеджером.

** Минимальный объем отгрузки 5 тонн. Меньшие объемы поставки обсуждаются с менеджером в индивидуальном порядке.

Вращающиеся печки производятся в виде цилиндрических стальных агрегатов, внутреннее пространство которых сформировано огнеупорными материалами, в качестве которых чаще всего применяются специализированные кирпичи. Такие печки вращаются вокруг оси, с небольшим наклоном к горизонтальной поверхности. Данная конструкция обеспечивает передвижение засыпаемых в печь материалов навстречу к продуктам сгорания топлива.

Чтобы обеспечить сокращение теплопотерь, защитить стальной кожух от воздействия повышенных температур, агрегаты снабжаются футеровкой или огнеупорной кладкой, выполняемой с применение кирпича для вращающихся печей.

Наша фирма в Тольятти предлагает реализацию кирпича для вращающихся печей по наиболее выгодным расценкам. У нас можно заказать данный вид материала в любом объеме, а мы гарантируем его своевременную доставку по любому адресу не только в Самаре, но и по области, в иные регионы.

Кирпич для вращающихся печей создается с применением материалов с повышенными огнеупорными свойствами. Все его физические, химические показатели, размеры, формы соответствуют регламентам ГОСТа номер 21436-2004. Использоваться материал, как и другие формованные огнеупоры, может для футеровки печек, использования в цементной и иных промышленных отраслях.

Представлен кирпич для вращающихся печек материалами нескольких разновидностей – торцевым клиновым двусторонним и ребровым клиновым двусторонним. За счет того, что они наделены повышенной прочностью, стойкостью к высокому нагреву, созданные с их применением кладки наделены максимально продолжительным периодом службы.

Характеристики продукции

Наименование показателей	Норма
Массовая доля, %
Аl2О3, не менее	32
Огнеупорность, °С, не ниже	1710
Остаточное изменение размеров при температуре 1400 °С, %, не более	0.3
Пористость открытая, %, не более	20
Предел прочности при сжатии, Н/мм 2 , не менее	25
Температура начала размягчения, °С, не ниже	1370
Термическая стойкость,теплосмены, не менее	4

Предельные отклонения размеров изделий

Размеры изделий	ШЦУ
до 100 мм включительно	±1
свыше 100 до 200 мм включительно	±2
от 200 до 300 мм включительно	±3
Номинальная разность размеров (а — а1)	+1, -2

Изготовление изделий возможно по чертежам заказчика

Варианты решений для футеровки вращающихся печей для целлюлозно-бумажных комбинатов

Печь представляет собой футерованную трубу, установленную на опорах с уклоном в стороны разгрузки. Горелки устанавливают в разгрузочной части печи, а обжигаемый материал движется навстречу потоку продуктов сгорания.

Известерегенерационная печь (ИРП) разделена на четыре термические зоны, которые соответствуют стадиям превращения известкового шлама в обожженную известь. В первой зоне происходят подсушка шлама за счет тепла уходящих из печи дымовых газов и подогрев его до температуры 110. 120 °С.

Проект футеровки ИРП №1

Диаметр: 3,6 м
Общая длина футеровочной зоны: 117,6 м

На второй стадии высушенный шлам нагревается до температуры 850. 900°С с помощью устройств, обеспечивающих теплопередачу, таких как опрокидыватели, захваты и цепи, крепящихся к корпусу печи. Некоторые печи в зоне подогрева оснащены перемешивающими щитами и стальными стежками для повышения эффективности теплопередачи.

В конце этой зоны полностью разлагается содержащийся в сырье углекислый магний MgC03, частично углекислый кальций СаСОз. Обжиг извести происходит непосредственно в третьей зоне печи, здесь выделяется диоксид углерода и начинают образовываться окатыши оксида кальция. Идеальный диаметр окатышей извести — 10. 20 мм; при неправильных режимах сушки и подогрева шлама в печи могут образовываться более крупные комочки извести. На этой стадии важнейшим фактором является температура процесса 1100. 1200 °С. Необходимая минимальна температура процесса 1100. 1200 °С. Необходимая минимальная температура для кальцинации-815 °С.

Проект футеровки ИРП №2

Диаметр: 3 м
Общая длина футеровочной зоны: 67 м

На конечной стадии происходит охлаждение извести до температуры 120. 250 °С, когда окатыши проходят под горелкой и двигаются к выгрузочному концу печи, где температура горячих окатышей извести снижается за счет теплообмена с входящим потоком вторичного воздуха.

Производительность ИРП определяется ее внутренним объемом. Для одной и той же производительности может быть выбрана печь большего диаметра и относительно небольшой длины или печь меньшего диаметра и относительно большей длины. Обе печи будут иметь одинаковый внутренний объем. Качество получаемой извести зависит от температурного режима, скорости вращения печи, продолжительности пребывания материала в печи и равномерности его подачи.

Проект футеровки ИРП №3

Диаметр: 3 м
Общая длина футеровочной зоны: 72 м

Кожух печи с внутренней стороны имеет слой изоляции, снижающий тепловые потери на 0,4. 0,5 МДж/т извести, называемый футеровкой. Популярными системами огнеупорной изоляции являются системы футеровки из двойного кирпича, одиночного кирпича и отливаемые огнеупорные системы. В системах футеровки из двойного кирпича изоляционный блок кладется к кожуху печи, а на него укладывается слой огнеупорного кирпича. Обычно в зоне предварительного нагрева ИРП двойная футеровка включает изоляционный кирпич толщиной 6,5 см и армированный кирпич из огнеупорной глины (содержание глинозема 40. 60 %) c высокими противоизностными свойствами. В зоне обжига футеровка, как правило, состоит из теплоизоляционного кирпича толщиной до 4 см и огнеупорного кирпича c высокими противоизностными свойствами толщиной 20. 25 см (65. 78 % глинозема).

Во всех отливаемых видах футеровки используется устанавливаемый к поверхности кожуха изоляционный блок или кирпич, а затем отливаемая огнеупорная рабочая футеровка.

Далее по внутренней поверхности кожуха укладываются легковесные теплоизоляционные кирпичи (плитку), что значительно снижает нагрев стенок печи, с последующим снижением теплопотерь. Такое решение внутреннего теплообмена предназначено теплообмена предназначены для снижения расхода топлива и температуры отходящих газов, особенно часто устанавливаются в случаях, если печь не оборудована наружной системой распылительной сушки для утилизации тепла отходящих газов. К устройствам теплопередачи относятся системы цепей, перегородок, опрокидывателей, подъемников и стержней, а также перемешивающие щиты.

Холодильник извести вращающейся ИРП служит для снижения температуры выходящей из печи извести от 1000. 1200 °С до 200. 300 °С. Воздух при этом нагревается до температуры 200. 400 °С и подается в ИРП.

Проект двухслойной футеровки зоны обжига вращающейся ИРП №4

В отдельных видах ИРП применяется двухслойная футеровка. Ее преимущества заключаются в следующем:

— меньшие потери тепловой энергии, следовательно, сокращение расхода топлива;
— защита стального корпуса печи от перегрева;
— меньшие тепловые нагрузки на футеровку так как выше температура пограничного слоя у корпуса;
— долгий срок службы всей футеровки.

Боровичский комбинат огнеупоров | Огнеупоры для цементной промышленности

Боровичский комбинат огнеупоров — со­временное, динамичное и стабильно развивающееся предприятие с богатой научно-технической базой и высококвалифицированными кадрами, осуществляющее поставки продукции не только на российский рынок, но и за рубеж.

Предприятие продолжает расти и эффективно работать с самыми разными отраслями: черной и цветной металлургии, нефтяной, химической, стекольной, цементной, целлюлозно-бумажной промышленности, промышленности строительных материалов и др.

Для предприятий цементной промышленности комбинат производит полный спектр огнеупорных изделий и материалов для футеровки вращающихся печей и всех сопутствующих тепловых агрегатов линии по производству цементного клинкера и мокрым, и сухим способом:

• низко- и ультранизкоцементные огнеупор­ные бетоны серии BORCAST с содержанием оксида алюминия от 42 до 96 %, которые имеют высокую эрозионную устойчивость к компонентам цементного клинкера, хорошие термостойкость и термомеханические свойства. Быстрые укладка и твердение бетонных масс делают их идеальными для любого техничес­кого обслуживания и ремонта, а максимальная прочность при высоких температурах и абразивная стойкость в сочетании с высокой термостойкостью обеспечивают длительный срок службы;
• шамотный огнеупорный кирпич марки ШЦУ, обладающий повышенной устойчивостью к химическому воздействию цементной сырьевой смеси;
• изделия из алюмосиликатного огнеупора марки ALBOR N, который по сравнению с обычными шамотными изделиями характеризуется более высокими содержанием оксида алюминия, показателями механической прочности и температурой применения, а также более низкой пористостью, чем обеспечиваются повышение стойкости футеровки и снижение удельных затрат. Изделия ALBOR N предназначены для футеровки зон печи, подверженных щелочной нагрузке — входного конуса, зон подготовки и декарбонизации;
• изделия марок HALBOR 400 и ALBOR 500, отличающиеся от шамотных изделий повышенным содержанием оксида алюминия и более высокой огнеупорностью, лучшими показателями механической прочности, низкой пористостью. Предлагаются для футеровки зон вращающихся печей, где предъявляются требования к щелочной и абразивной стойкости огнеупорного материала: зон подготовки, декарбонизации, охлаждения;
• материалы марок HALBOR-50 AF и HALBOR-60 AF, предна­значенные для футеровки холодильников вращающихся печей. Они изготавливаются на основе боксита и обладают повышенным содержанием оксида алюминия, высокой огнеупорностью, сниженной пористостью, высокой механической прочностью, хорошей абразивной устойчивостью;
• изделия марки HALBOR AR с добавлением карбида кремния. Применение огнеупоров HALBOR AR целесообразно в зонах с повышенной щелочной нагрузкой, сильным термическим напряжением и абразивным воздействием клинкера, где огнеупорная футеровка должна обладать определенной степенью гибкости и высокой устойчивостью к истиранию (примеры — зона безопасности, порог печи);
• изделия марки ПШАЦ-20 имеют ряд пре­имуществ, таких как высокая термическая стойкость и химическая устойчивость к воздействию компонентов цементного клинкера. Они обладают повышенной устойчивостью к переменной восстановительно-окислительной атмосфере печи и к высоким температурам, объемной стабильностью при долговременной экс­плуатации, устойчивостью к истиранию обжигаемым материалом и характеризуются полным отсутствием соединений хрома. Изделия предназначены для футеровки переходных зон и зон обжига вращающейся печи;
• изделия марок BOREX-64, BOREX-72, BOREX-75, характеризующиеся высоким содержанием оксида алюминия, за счет чего обеспечиваются высокие температурные характеристики (такие как огнеупорность и температура начала размягчения). Эти изделия рекомендуются для футеровки зон, находящихся под воздействием сильных термических и абразивных напряжений — зоны декарбонизации, шахты холодильника;
• огнеупорные изделия BOREX-62 ALS и BOREX-69 ALS, изготавливающиеся на основе высокочистого андалузита. Их применяют в зонах с высокой температурой, поскольку они отличаются низкой порис­тостью, стабильностью объема, низкой теплопроводностью, повышенной термической стойкостью. Такие свойства огнеупоров при высоких температурах, как сопротивление ползучести, деформация под нагрузкой, повышенная термическая стойкость в сочетании с малым необратимым расширением, низкой пористостью и низкой теплопроводностью гарантируют хорошую службу изделий.

На рисунке приведены типовые схемы футеровки вращающихся печей по обжигу цементного клинкера при мокром и сухом способах производства.

Схемы футеровки вращающейся печи по обжигу цементного клинкера при мокром (а) и сухом способах производства (б).