Способ изготовления огнеупорной волокнистой футеровки

 

Способ изготовления огнеупорной волокнистой футеровки относится к области производства стройматериалов, в частности к способам изготовления теплоизоляционной высокотемпературной волокнистой футеровки тепловых агрегатов, например промышленных печей. В способе изготовления волокнистой футеровки тепловых агрегатов, включающем приготовление водной дисперсии для пропитки на основе глины и сульфонола и двухстадийную обработку его волокнистой футеровки, перед обработкой (напылением) смонтированную на тепловом агрегате волокнистую футеровку прокалывают иглами конической формы, затем напыляют дисперсию состава: на 100 мас. ч. воды 22-34 мас. ч. глины и 3-7 мас. ч. сульфонола в количестве 5-15% от массы 1 м² волокнистой футеровки в пересчете на абсолютно сухое вещество дисперсии, после чего во II стадии напыляют дисперсию следующего состава: на 100 мас. ч. воды 14-18 мас. ч. глины и 2-4 мас. ч. сульфонола в количестве 1-8% от массы 1 м² волокнистой футеровки в пересчете на абсолютно сухое вещество дисперсии. При использовании предлагаемого способа обеспечивается повышение долговечности огнеупорной футеровки при температурах службы выше 850^oC. 1 табл.

Изобретение относится к области производства стройматериалов, в частности к способам изготовления теплоизоляционной высокотемпературной волокнистой футеровки тепловых агрегатов, например печей.

Известен способ получения теплоизоляционных волокнистых изделий путем напыления органического связующего в количестве до 6% по абсолютно сухому веществу на минеральные волокна в процессе волокнообразования с последующим уплотнением и термообработкой (Вельсовский В.Н. Минераловатные утеплители. -М.: Стройиздат, 1963, с. 1-6).

Недостаток этого способа в том, что его трудно применить для напыления глиняной дисперсии.

Известен способ изготовления разноплотных волокнистых изделий (авт. св. СССР 1502315, кл. В 28 B 1/52, 1988), согласно которому в электромешалку загружают глину, воду и сульфонол, перемешивают в течение 5-10 мин, затем добавляют муллитокремнеземистое волокно и снова перемешивают в течение 3-5 минут.

Соотношение компонентов следующее (мас.%): глина 40-50, сульфонол 0,1-0,3, волокно - остальное. Полученную гидромассу подвергают вибропрессованию в 3 этапа с давлением 0,1 МПа в течение 30-50 с, после сформированное изделие сушат и обжигают.

Недостаток этого способа - в его трудоемкости, а также в невозможности его применения для волокнистых футеровок, уже смонтированных на тепловых агрегатах.

Известен также способ получения теплоизоляционных волокнистых изделий (авт. св. СССР N 1329976, кл. В 28 В 1/52, 1987) путем самопроизвольного погружения волокнистого ковра в ванну с пропиточным раствором следующего состава (мас.ч.): связующее 5-23, сульфонол 0,5-1,5, добавка из предельных спиртов или смесей - 0,05-0,5, вода - 100. В качестве связующего могут быть использованы глина, поливинилацетатная дисперсия.

Недостаток указанного способа в том, что его также невозможно применить для волокнистых футеровок, уже смонтированных на тепловом агрегате. Кроме того, до термообработки пропитанные раствором изоляционные изделия имеют весьма малую монтажную прочность.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является способ (патент РФ N 2046566, кл. В 28 В 1/52, 1994 - прототип) изготовления волокнистой футеровки тепловых агрегатов, включающий приготовление водной дисперсии для пропитки на основе глины и сульфонола и напыление этой дисперсии на теплоизоляционную волокнистую футеровку. При этом напыление пропиточной дисперсии производят в 2 стадии: вначале напыляют дисперсию состава: на 100 мас.ч. воды 12-16 мас.ч. глины и 2-3 мас.ч. сульфонола в количестве 5-15% от массы 1 м² волокнистой футеровки в пересчете на абсолютно сухое вещество дисперсии, а затем напыляют дисперсию состава: на 100 мас.ч. воды 24-32 мас.ч. глины и 3-5 мас.ч. сульфонола в количестве 2-12% от массы 1 м² волокнистой футеровки в пересчете на абсолютно сухое вещество дисперсии.

Недостаток данного способа заключается в том, что он не позволяет надежно защитить волокна футеровки от расстекловывания при длительной эксплуатации футеровки при температурах выше 850^oС.

Цель изобретения - повышение надежности эксплуатационных и теплозащитных свойств волокнистой футеровки при температурах службы более 850^oC.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления волокнистой футеровки тепловых агрегатов, включающем приготовление водной дисперсии для пропитки на основе глины и сульфонола и двухстадийную обработку ею волокнистой футеровки, перед обработкой (напылением) смонтированную на тепловом агрегате волокнистую футеровку прокалывают иглами конической формы, затем напыляют дисперсию состава: на 100 мас.ч. воды 22-34 мас.ч. глины и 3-7 мас. ч. сульфонола в количестве 5-15% от массы 1 м² волокнистой футеровки в пересчете на абсолютно сухое вещество дисперсии, после чего во II-й стадии напыляют дисперсию следующего состава: на 100 мас.ч. воды 14-18 мас.ч. глины и 2-4 мас. ч. сульфонола в количестве 1-8% от массы 1 м² волокнистой футеровки в пересчете на абсолютно сухое вещество дисперсии.

Количество проколов на единицу площади поверхности футеровки рассчитывают таким образом, чтобы отношение площади равномерно колотой поверхности футеровки к площади всей волокнистой футеровки составило 1-25%.

Предпочтительнее использовать иглы конической формы с диаметром основания 1-10 миллиметров, при этом ось конуса составляет с нормалью (перпендикуляром) к плоскости волокнистой футеровки угол, который варьируется от 0 до 60^o.

Глубина прокола футеровки может составлять 5-60% от толщины футеровки.

При содержании глиняного связующего в I-й стадии напыления менее 22 мас. ч. и сульфонола менее 3 мас.ч. ухудшается эрозионная стойкость футеровки, т. е. способность противостоять скоростным газовым потокам во внутрипечном пространстве, а при содержании глины в пропиточной дисперсии более 34 мас.ч. и сульфонола более 7 мас.ч. увеличивается коэффициент теплопроводности футеровки при температурах более 850^oC.

При содержании глины во II-й стадии напыления менее 14 мас.ч. и сульфонола менее 2 мас.ч. снижается формоустойчивость смонтированной волокнистой футеровки, а при содержании глины более 18 мас.ч. и сульфонола более 4 мас. ч. увеличивается коэффициент теплопроводности при температурах более 850^oC, что нежелательно.

При содержании пропиточной дисперсии в I-й стадии напыления менее 5% и во II-й стадии напыления менее 1% от массы 1 м² футеровки ускоряется процесс разрушения футеровки, связанный с кристаллизацией огнеупорных волокон при температурах службы выше 850^oC, т.е. снижается надежность эксплуатационных свойств футеровки.

При количествах пропиточной дисперсии соответственно в I-й и II-й стадиях напыления более 15% и более 8% от массы 1 м² волокнистой футеровки снижается формоустойчивость футеровки и, как следствие, падает надежность ее эксплуатационных свойств.

Толщина волокнистой футеровки колеблется в интервале от 0,04 до 0,3 м.

Сопоставительные показатели волокнистой футеровки, изготовленной разными способами, приведены в таблице.

Положительное влияние на теплозащитные свойства волокнистой футеровки оказывает также пропиточная дисперсия следующего состава: для II-й стадии напыления на 100 мас. ч. воды 14-18 мас.ч. глины, 2-4 мас.ч. сульфонола и 1,1-1,8 мас.ч. жидких отходов производства автомобильных шин. Отходы шинного производства имеют следующий состав (мас.%): графит или сажа 8-25, веретенное масло 75-92.

Пример осуществления способа.

В электромешалку подают необходимое количество воды, принимаемое за 100 мас.ч., загружают 24 мас.ч. высокопластичной огнеупорной глины и перемешивают до получения гомогенной дисперсии, после чего загружают 4 мас.ч. сульфонола и вновь перемешивают. Перед нанесением пропиточной дисперсии на футеровку ее прокалывают с помощью специального устройства - иглодержателя. Устройство содержит 60 игл конической формы с диаметром основания конуса, равным 8 мм. Угол оси конуса с нормалью к пласкости волокнистой футеровки составлял 30^o. Глубина прокола футеровки составляла 25% от толщины футеровки.

После иглоукалывания пропиточную дисперсию под давлением 2 атм напыляют с помощью пистолета-распылителя на смонтированную теплоизоляционную волокнистую футеровку в количестве 10% от 1 м² футеровки в пересчете на абсолютно сухое вещество дисперсии.

Для проведения II-й стадии напыления в электромешалку подают необходимое количество воды, принимаемое за 100 мас.ч., загружают 15 мас.ч. огнеупорной глины и перемешивают до получения однородной дисперсии. Затем добавляют 2 мас. ч. сульфонола и вновь перемешивают. Готовую пропиточную дисперсию под давлением 1,8 атм напыляют с помощью пистолета-распылителя и на волокнистую футеровку, ранее обработанную пропиточной дисперсией состава, рекомендованного для I-й стадии напыления.

Промежуток времени между I-й и II-й стадиями напыления составляет 90-200 ч.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого способа достигается за счет повышения долговечности волокнистой футеровки тепловых агрегатов.

Формула изобретения

Способ изготовления огнеупорной волокнистой футеровки тепловых агрегатов, включающий приготовление водной дисперсии для пропитки на основе глины и сульфонола и двухстадийную обработку волокнистой футеровки, смонтированной на тепловом агрегате, напылением пропиточной дисперсии, отличающийся тем, что перед напылением волокнистую футеровку прокалывают иглами конической формы, в 1-й стадии напыляют дисперсию состава: на 100 мас.ч. воды 22 - 34 мас. ч. глины и 3 - 7 мас.ч. сульфонола в количестве 5 - 15% от массы 1 м² волокнистой футеровки в пересчете на абсолютно сухое вещество дисперсии, на 11-й стадии напыляют дисперсию следующего состава: на 100 мас.ч. воды 14 - 18 мас. ч. глины и 2 - 4 мас.ч.сульфонола в количестве 1 - 8% от массы 1 м² волокнистой футеровки в пересчете на абсолютно сухое вещество дисперсии.

РИСУНКИ

Рисунок 1