11.2. Кладка огнеупорной футеровки

Кладку кирпича в печи можно производить кольцами и в перевязку, с поворотом корпуса и без поворота (рис. 11.3, 11.4).

В качестве связки в зоне спекания могут использоваться металлические пластины и мертель. Каждый способ футеровки имеет свои преимущества и недостатки. При укладке кольцами при выпаде одного кирпича может выпасть все кольцо, в случае же выполнения футеровки в перевязку выпад одного кирпича приводит только к локальному разрушению участка футеровки.

В то же время при значительном отклонении размера кирпича могут возникать трещины в огнеупоре из-за механических нагрузок.

При футеровке печи путем поворота достаточно осуществлять крепление кирпича к корпусу в двух местах через 180°. Первый поворот следует делать на 90°, а следующие два на ~50°, чтобы уравновесить правую и левую часть кладки в нижней части. В конце делается замок из 5...7 кирпичей, который расклинивается стальными пластинами.

Для бесповоротного способа необходимо специальное приспособление и кладку можно выполнять только кольцами. При использовании в качестве связки металлических пластин они должны быть приклеены к кирпичу, так как в верхней части их невозможно будет установить, или кладку следует производить на мертельной связке.

Рис. 11.3. Преимущества и недостатки различных способов кладки

3. Способы повышения стойкости футеровки

Образование защитной обмазки на поверхности футеровки в зоне спекания значительно увеличивает срок ее службы, так как она предохраняет огнеупор от воздействия высоких температур, теплосмен и обжигаемого материала. Процесс формирования обмазки на поверхности футеровки зависит от адгезионных свойств и вязкости жидкой фазы. Припекание частиц к футеровке происходит в результате самопроизвольного уплотнения и уменьшения свободной поверхностной энергии.

Состав обжигаемой смеси оказывает большое влияние на создание защитной обмазки. Из оксидного состава важнейшее влияние оказывает А1₂О₃, так как этот оксид создает вязкую жидкую фазу, которая способствует припеканию материала к футеровке и, следовательно, образованию обмазки. При недостатке в сырье оксида алюминия его можно частично компенсировать оксидом железа. Однако такая замена не равноценна, так как Fe₂О₃ создает менее вязкую жидкую фазу, в результате чего затрудняется образование обмазки. Оптимальное содержание этих оксидов в материале перед зоной спекания желательно поддерживать в пределах А1₂О₃=5,6...5,9 %; Fe₂О₃=4,6...4,2 % чтобы сумма А1₂О₃ + Fe₂О₃ ≈ 10 %. Значительное отрицательное влияние на образование обмазки оказывает крупнокристаллический кварц, при повышенном содержании которого затрудняется спекание клинкера. Это приводит к увеличенному расходу топлива, обрушению обмазки, резким теплосменам на поверхности огнеупора и сколу кирпича. Оптимальной модульной характеристикой обжигаемого материала для создания обмазки является: КН=0,90...0,93; п=2,0...2,4; р=1,2...1,5.

Рис. 11.4. Различные способы футеровки

Термомеханические напряжения (термические и механические) возникают и при «термоударе». Причиной «термоудара» может стать нестабильный процесс обжига, сход обмазки и остановка печи. «Термоудар» в основном приводит к образованию трещин на глубине 20...30 мм, параллельных к рабочей (горячей) поверхности кирпича и скалыванию этой части.

Обеспечить образование обмазки в зоне спекания и, следовательно, высокую стойкость футеровки можно рациональным сжиганием топлива, изложенным в разделе 9 (рис. 9.7), путем снижения скорости вылета топлива в форсунке W_ф , уменьшением коэффициента избытка воздуха а, повышением температуры вторичного воздуха и наклоном горелки β на материал.

Большое влияние на длительность службы огнеупора оказывает режим розжига печи. Согласно данным зарубежных фирм производителей огнеупоров, допустимый нагрев огнеупора на основе MgO должен быть не более 50 °С в час. Быстрый разогрев футеровки приводит к возникновению термических напряжений в кирпиче с образованием трещин, в результате чего стойкость футеровки может снизиться в два раза.

Таким образом, к основным способам повышения стойкости футеровки относятся:

• использование качественного огнеупора;

• качественное выполнение футеровочных работ;

• оптимальный состав обжигаемого материала;

• создание защитной обмазки на футеровке;

• исключение резких теплосмен огнеупорной футеровки в печи;

• оптимальный режим горения топлива (рациональный факел);

• соблюдение рационального режима розжига печи.

Описать подготовку твердого топлива. Схемы подготовки форсуночного топлива.

Во вращающейся печи осуществляется факельное сжигание топлива, поэтому твердое топливо предварительно подвергается сушке и помолу до порошкообразного состояния. Основным твердым топливом, используемым при обжиге клинкера во вращающейся печи, является каменный уголь, поэтому далее будут рассматриваться способы подготовки и сжигания именно пылеугольного топлива.

К форсуночному топливу предъявляются следующие требования:

• содержание летучих - V_Л^Ф ≈15...30 %

• зольность – А^Ф ≤ 30 %;

• влажность - W^Ф ≈ 1...2 %

• остаток на сите №02- R₀₂ ≈1,5...2,0 %; №008 - R₀₀₈ - 10...15 %;

• теплота сгорания низшая- Q_T^P ≥ 21 MДж/кг.