Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование и разработка технологии рециклинга отходов огнеупорных материалов Терре Александр Анатольевич

Исследование и разработка технологии рециклинга отходов огнеупорных материалов
<
Исследование и разработка технологии рециклинга отходов огнеупорных материалов Исследование и разработка технологии рециклинга отходов огнеупорных материалов Исследование и разработка технологии рециклинга отходов огнеупорных материалов Исследование и разработка технологии рециклинга отходов огнеупорных материалов Исследование и разработка технологии рециклинга отходов огнеупорных материалов Исследование и разработка технологии рециклинга отходов огнеупорных материалов Исследование и разработка технологии рециклинга отходов огнеупорных материалов Исследование и разработка технологии рециклинга отходов огнеупорных материалов Исследование и разработка технологии рециклинга отходов огнеупорных материалов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Терре Александр Анатольевич. Исследование и разработка технологии рециклинга отходов огнеупорных материалов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.16.07.- Новокузнецк, 2006.- 165 с.: ил. РГБ ОД, 61 06-5/3623

Содержание к диссертации

Введение

1. Современное состояние проблемы использования вторичного огнеупорного сырья (боя огнеупорных изделий) и постановка задач исследования 7

1.1. Рециклинг боя огнеупорных изделий, образующегося при ремонтах металлургических и энергетических агрегатов 7

1.2 Огнеупорные бетоны, их свойства и применение 19

1.3 Огнеупорные бетоны нового поколения 23

1.4 Микрокремнезем - техногенный материал производства ферросилиция 31

1.5 Формование и уплотнение огнеупорных бетонов 41

1.6 Защитные покрытия футеровок металлургических и энергетических агрегатов 47

1.7 Выводы 58

2. Исследование процессов происходящих при получении водной керамической вяжущей суспензии (ВКВС) на основе кремнеземистой пыли-уноса производства ферросилиция 59

2.1 Состав и свойства кремнеземистой пыли - уноса 60

2.2 Реотехнологические характеристики водной керамической вяжущей суспензии (ВКВС) кремнеземистого состава с малой объемной долей твердого 72

2.3 Исследование и разработка технологии изготовлеїшя ВКВС с малой долей твердого 76

2.4 Анализ полученных результатов. Выводы 82

3. Исследование поведения ВКВС в процессе изготовления защитных покрытий футеровок металлургических и энергетических тепловых агрегатов 90

3.1 Методика проведения эксперимента 90

3.2 Определение характеристик опытных защитных покрытий 93

3.3 Анализ полученных результатов. Выводы 103

4. Разработка энерго - и ресурсосберегающей технологии производства огнеупорных изделий из боя огнеупоров 107

4.1 Образование вторичного огнеупорного сырья, определение его характеристик и свойств 107

4.2 Определение основных параметров технологии изготовления огнеупоров из вторичного сырья с использованием ВКВС 112

4.3 Изготовление опытных образцов изделий из керамобетона на основе статического прессования и виброуплотнения 122

5. Применение разработанных видов неформованных огнеупоров для ремонта обмуровки котлоагрегатов в теплоэнергетике 129

5.1 Использование тиксотропных сырьевых масс при ремонте обмуровіш котлоагрегатовмаркиЕ-1/9-1ГИиЕ(ДЕ)-16 -14 ГМ 131

5.2 Математический анализ тепловой работы обмуровки котла при ее сушке 135

5.2.1 Математическое описание нестационарного режима тепловой работы обмуровки теплоагрегата 136

5.2.2 Анализ стационарного режима тепловой работы обмуровки котла 141

Выводы 147

Список использованных источников 149

Приложение 1. 160

Приложение 2. 165

Введение к работе

В настоящее время одной из важнейших проблем глобального
характера является сохранение и рациональное использование
* природных ресурсов, особенно не возобновляемых. Их потребление, в

основном, связано с промышленным производством, которое, в свою очередь, зависит от народонаселения Земли и темпов его прироста. Считают, что к моменту стабилизации последнего (середина XXI века) потребуется 5 - 10 - кратное увеличение промышленного производства, чтобы поднять уровень потребления в развивающихся странах до такого, который наблюдается в промышленно развитых странах.

Как известно, промышленность вносит основной вклад в загрязнение окружающей среды, истощение природных ресурсов, образование отходов, т. е. является главной причиной напряженности в экосистемах. Учитывая это, принято считать, что стратегия устойчивого развития должна иметь одним из главных компонентов устойчивое промышленное развитие. Такой вывод может быть сделан на основе одного из главных документов известной Конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992 г) - «Повестка дня на XXI век». В последние десятилетия возросли инвестиции и эксплуатационные расходы на контроль качества окружающей среды и на ее защиту, однако продолжала нарастать проблема образования отходов и их использования. На это обращалось внимание еще в 1979 году, когда была принята Декларация ЕЖ ООН по мало- и безотходным технологиям, возврату для утилизации отходов и их рециркуляции.

В настоящее время одним из основных направлений при обращении с отходами является разработка и реализация технологических процессов, в которых отходы образуется в незначительном количестве (малоотходные технологии). Существует, однако, и другое, альтернативное, решение проблемы безотходное

5 производства - переработка и утилизация образующихся отходов, в целом - их рециклинг. В этом случае из отходов получают продукцию, потребительские свойства которой не хуже, чем у той, которая получена из первичного (природного) сырья. В итоге в конце технологического цикла отходы отсутствуют, поскольку яз них изготовлена определенная продукция.

Среди различных отраслей промышленности многотоннажные твердые отходы образуются в горнодобывающей, металлургической промышленности и в теплоэнергетике. В России накоплено уже более 80 млрд. т. твердых отходов, которые являются источником вторичного загрязнения атмосферы, поверхностных и подземных вод, почвенного слоя. В отвалах горнорудных и металлургических предприятий Кузбасса хранится более 300 млн. т. твердых отходов. Они являются ценным техногенным сырьем. В их числе: хвосты рудообогатительных фабрик -около 95 млн. т; шлам - примерно 5 млн. т., шлак доменный и сталеплавильный - более 140 млн. т., бой огнеупорного кирпича -порядка 1,2 млн. т.

В настоящее время па металлургических предприятиях Кузбасса полностью утилизируется только доменный шлак. В то лее время, например, конвертерный шлам на Западно-Сибирском металлургическом комбинате практически не используется, несмотря на то, что в нем содержится около 60 % железа.

Особый интерес представляет рециклинг боя огнеупорных изделий, образующегося при ремонтах тепловых агрегатов (печей, конвертеров, котлов и т. д.). Это объясняется тем, что на пространстве от Урала до Дальнего Востока нет заводов по производству огнеупоров, поэтому предприятия металлургической промышленности и теплоэнергетики, расположенные на этой территории и являющиеся основным потребителем такой продукции, испытывают ее дефицит. В то же время опыт промышленно развитых стран показывает, что бой огнеупорного

кирпича является превосходным вторичным сырьем при производстве штучных изделий (кирпича), а также неформованных огнеупоров (огнеупорных бетонов, торкрет-масс, набивных масс и сухих смесей, огнеупорных растворов и т. д.). Использование боя огнеупорных изделий эффективно как с экономической, так и с экологической точек зрения. При этом, наряду с прямой выгодой применения вторичного сырья, решается ряд экологически значимых проблем - рационального использования природных ресурсов, вторичного загрязнения окружающей среды, сохранения земельного фонда.

Микрокремнезем - техногенный материал производства ферросилиция

В [1] указывается, что «исключительное влияние на разработку НЦОБ и СНЦОБ оказало применение в их составе добавок высоко дисперсного аморфного кремнезема, получившего название «микросилика» или «микрокремнезем». Он образуется при выплавке различных марок ферросилиция, а также металлического кремния. Микрокремнезем представляет собой тонко дисперсную пыль светлосерого цвета, частицы которой имеют сферическую форму.

По одной из гипотез [49] образование ее происходит следующим образом. При температурах 1400-1500С, имеющих место в рудотермической печи при выплавке ферросилиция, в газовой фазе присутствует термодинамически устойчивый монооксид кремния SiO, который уносятся потоком раскаленных газов из высокотемпературной зоны печи и окисляется атмосферным воздухом до оксида кремния Si02, находящегося в газовом потоке в порошкообразном состоянии. При резком снижении температуры отходящих газов наступает пересыщение пара Si02; который при этом конденсируется с образованием сферических частиц размером 10" - 10" см [49-52]. Конечный размер частиц определяется числом столкновений и протекающих при этом их коалесценцией. "Первичные " частицы плотно упакованы, вследствие чего внутренние поры непроницаемы для молекул азота, поэтому удельная поверхность кремнеземистой пыли-уноса по сравнению, например, с аэросилом, относительно невелика и составляет 20-22 м2/г [51].

На пылегазовые выбросы печей, производящих ферросилиций, приходится основная доля потерь кремния, которая составляет при выплавке 75% -го ферросилиция от 30 до 15% [53]. На образование пыли расходуется определенное количество исходных материалов и энергии и в случае, если она не находит дальнейшего применения, непроизводительные расходы возрастают вследствие затрат на ее складирование (захоронение). Следует отметить, что существующие способы хранения ее не являются экологически приемлемыми, поэтому рециклинг этого вида отходов производства ферросилиция является совершенно необходимым как для экономии материальных и энергетических ресурсов, так и для обеспечения промышленной, а в более широком смысле и экологической безопасности.

Таким образом, кремнеземистая пыль-унос производства ферросилиция представляет собой материал, применяемый в строительстве, при производстве композитов, в электронной промышленности, в химии полимеров, при изготовлении изделий из резины и т.д. [54-56] . В зарубежной литературе она известна под разными названиями: silica powder (кремнеземистый порошок), silica fume (кремнеземистая пыль), microsilica (микрокремнезем). В настоящей работе, в дальнейшем, эта пыль называется микрокремнеземом.

Применение микрокремнезема в качестве добавки к цементу и компонента сырьевой смеси при изготовлении изделий из бетона [56-71] объясняется специфическими свойствами этого материала. В частности, высокое содержание кремнезема (порядка 90%) и большая удельная поверхность (20-22 м2/г) предопределяют значительную реакционную способность микрокремнезема в реакциях образования гидросиликатов кальция, протекающих в условиях теплового воздействия, например, на сырьевую массу при производстве бетона.

Добавка микрокремнезема позволяет значительно улучшить многие характеристики бетонных конструкций. Так, при строительстве плотины арочной конструкции в Норвегии [56] в сырьевую смесь вводили до 10% кремнеземистой пыли от массы, клинкера. Замена части цемента кремнеземистой пылью способствовала повышению трещиностойкости массива бетона. Гидротехнический бетон с добавкой этой пыли характеризуется высокой водонепроницаемостью и долговечностью, причем рекомендуется использовать ее либо в уплотненном состоянии, либо в виде суспензии 50% концентрации. Патентуется способ изготовления гранулированного легкого заполнителя из кремнеземистой пыли [57], при этом ее предварительно обрабатывают в смесителе пересыщенным раствором щелочного и щелочноземельного металла.

В [58] отмечается, что кремнеземистая пыль обладает высокой пуццолановой активностью и, взаимодействуя с продуктами гидратации цемента, образует дополнительное количество гидратных новообразований, способствуя, таким образом, повышению прочности и плотности бетона. Указывается также, что в тощих бетонах эта пыль несколько снижает водопотребность, однако в бетонах со средним и повышенным расходом цемента введение ее резко повышает водопотребность, вследствие чего в этих случаях необходимо применение суперпластификатора. Подчеркивается, что повышению прочности и плотности бетона способствует резкое уменьшение пористости, в том числе и гелевой, обусловленное заполнением порового пространства частичками кремнеземистой пыли.

При исследовании цементов с добавкой микрокремнезема в лабораторных и заводских условиях изучали сульфато- и кислотостойкость, устойчивость в щелочной среде, морозостойкость, прочность и реологические характеристики [59]. Было установлено, что ввиду высокой пуццолановой активности и специфических физико-химических свойств микрокремнезема, он улучшает структуру и минералогический состав цементного камня, а также реологические свойства бетона. Исследовалось влияние кремнеземистой пыли на долговечность бетона [60]. Обнаружено, что ее применение модифицирует такие свойства бетона как кинетика набора прочности, усадка, проницаемость и химическая стойкость. Добавка микрокремнезема при изготовлении силикатного и ячеистого бетонов автоклавного твердения позволила значительно улучшить их свойства [6J ].

Японскими учеными исследовано влияние добавки микрокремнезема на прочность цементного бетона при сжатии, изгибе и растяжении, воздухопроницаемость, морозостойкость, усадку при высыхании, а также проницаемость ионами хлора [62]. Изучалась пыль с содержанием кремнезема 95% и удельной поверхностью 23.9м2/г. Установлено, что при добавке ее прочность на сжатие повышается на 10-20%, причем более предпочтительно введение микрокремнезема в быстротвердеющие смеси. При введении микрокремнезема в количестве 10% морозостойкость была повышенной, однако когда содержание повышали до 20%, то эта важная характеристика начинала понижаться.

Исследование и разработка технологии изготовлеїшя ВКВС с малой долей твердого

В основу технологии изготовления ВКВС с малой долей твердого может быть положен процесс с постадийной загрузкой или метод суспендирования [1, 5, 6]. После опробования того и другого, пришли к выводу, что поскольку используемая кремнеземистая пыль уже является готовым тонкодисперсньш порошком, то метод суспендирования, по этой причине, более предпочтителен. Отмечается, что наряду со стабилизацией суспензии механическим перемешиванием существует еще один способ разжижения суспензий - коллоидно-химический [1]. В этом случае при введении электролитов достигается изменение водородного показателя рН за счет увеличения в растворе концентрации ионов Ґ (в кислой области) или ОН" (в щелочной области). Поскольку в разработанной нами технологии получение ВКВС происходит при больших значениях рН (более 10) можно полагать, что в нашем случае стабилизация суспензии производится по двум принципам - механического перемешивания и коллоидно-химического.

Учитывая то, что исследуемый материал - кремнеземистая пыль, является весьма тонкодисперсным (см. рисунок 2), с удельной поверхностью 20-22 см2/.г и обладает большой активностью [56,57,58], полагали, что механическая активация ее в шаровой мельнице может быть достаточно короткой во времени, в остальном же она должна подвергаться стабилизации, поскольку именно в это время нарабатывается коллоидный компонент, ответственный за вяжущие свойства суспензии. Отметим, что при сравнительно низкой температуре суспензии в процессе ее получения (28-35С) значительно повышалась вязкость вплоть до появления дилатансии, проявляющейся в том, что суспензия по окончании ее стабилизации превращалась в пасту.

Повышенная температура благотворно сказывается на образовании коллоидного компонента, предотвращающего появление дилатансии за счет своеобразного "смазывающего" действия. По данным работы [120] растворимость различных форм кремнезема при росте температуры с 25С до 100 С возрастает в 5-8 раз. Загустевание суспензии при сравнительно низких температурах объясняется также следующим. Согласно данным работы [121] толщина полимолекулярных пленок воды на поверхности кварца значительно зависит от температуры. Так при 10С она равна 9,0 нм, а, например, при 60(1С всего 1,5 нм. При 70С ее величина сводится к толщине монослоя (0,2 нм). Кроме того, при температурах выше 70 С тепловое движение среды нарушает целостность водородных связей, в результате уменьшается структурная составляющая расклинивающего давления. В связи с этим растет эффективный объем твердой фазы за счет связанной в полимолекулярных пленках воды, что приводит к сгущению раствора.

Опытная суспензия вследствие относительно невысокой объемной доли твердой фазы Су (порядка 0,4-0,5) обладает меньшей вязкостью по сравнению с ВКВС - литейной системой, у которой величина Cv колеблется в пределах 0,7-0,8. Исследования изменения вязкости опытной ВКВС на ротационном вискозиметре показало, что она обладает ярко выражелной тиксотропн остью, рисунок 7. Видно, что ло мере увеличения сдвиговой деформации вначале наблюдается резкое падение вязкости, однако, начиная со значений сдвигового напряжения порядка 30 Па, уменьшение вязкости замедляется по асимптоте. По истечении некоторого времени значение вязкости возвращается к исходному с определенным гистерезисом, что хорошо согласуется с данными работы [119]. Из рисунка 9 видно, что опытная ВКВС является псевдопластичной жидкостью, поскольку скорость деформации линейно зависит от напряжения сдвига,

Видно, что во втором случае, после мокрого измельчения, вязкость суспензии достигает значений 3,0-4,0 Па-с, а во время стабилизации значительно снижается (особенно у динаса). (ротационный вискозиметр) (1 - вязкость, 2- напряжение сдвига) Отличие суспензии, изготовленной механохимической обработкой кремнеземистой пыли, по сравнению с ВКВС, полученной из других кислых материалов (кварц, динас) заключается в количественном значении вязкости и динамике ее изменения, рисунок 10.

У низконцентрированной ВКВС (исследуемого клея-связки) вязкость в начале стабилизации значительно меньшая (порядка 0,7 Па-с) и она в последствии незначительно снижается. Определенное влияние на вязкость суспензии при стабилизации оказывает окружная скорость при перемешивании. Предполагается, что каждому ее значению соответствуют определенные динамические усилия, способствующие своеобразному «разрушению» слоя рыхлосвязаннои влаги дисперсионной среды и переводу ее в свободное состояние. Обычно окружные скорости работы шаровых мельниц находятся в пределах 1,0-1.5 м/с.

Определение характеристик опытных защитных покрытий

Бой шамотного и динасового кирпича дробится в валковой дробилке и истирается в стержневой мельнице, затем просеивается через сита с размерами ячеек 0315; 0,2; 0,16; ОД; 0,063; 1,0; 0,63; 0,4мм. Кремнеземистую пыль-унос использовали в виде готового продукта ферросиляциевого производства. б) Приготовление сырьевой смеси. Заранее взвешенные компоненты тщательно перемешивали, после чего в смесь частями вводили вяжущую суспензию. Время замеса 3-5 минут. Благодаря тиксотропным свойствам применяемой связки смешивание компонентов смеси происходило без затруднений. в) Нанесение покрытия, Приготовленную смесь наносили на стальные пластины при помощи стального шпателя. Толщина наносимого слоя покрытия составляла 1,5-2мм. г) Выдержка на воздухе, Для начального твердения покрытия образец выдерживали на воздухе при комнатной температуре (20-25С), время выдержки составляло 1-1,5 часа. д) Сушка. После выдержки на воздухе образцы помещались в электрический сушильный шкаф для окончательной сушки покрытия. Сушку проводили как одноступенчатую, так и двухступенчатую для избежания вздутия поверхности образца за счет резкого перепада температуры. При одноступенчатой образец сушился 3 часа при температуре 120-150С, а при двухступенчатой - 3 часа при температуре 60-70С и 3 часа при 120-150С, причем подъем температуры в сушильном шкафу производился плавно. При нагреве связки, за счет повышенной температуры, вначале происходило испарение влаги, а затем начинали протекать процессы поликонденсационного упрочнения, покрытия.

После сушки и охлаждения производился визуальный осмотр образцов, при котором выяснили следующее: все образцы покрыл ий при одноступенчатой сушке, за счет интенсивного испарения влаги, имели вздутие поверхности, полость внутри, хрупкость. При двухступенчатой сушке этих явлений не наблюдалось.

Покрытия на шамотном порошке имели шероховатую поверхность, небольшую порястость (поры очень мелкие и равномерно распределенные), обладали хорошей адгезией. Динасовые покрытия имели более гладкую поверхность и также небольшую пористость.

Покрытия, содержащие пыль-унос при содержании ВКВС 50-60%, а самой пыли 10-20%, имели гладкую поверхность, хорошую адгезию (в некоторых случаях выше, чем у динасовых и шамотных). При меньшем содержании ВКВС и большем количестве пыли покрытия имели неровную, шероховатую поверхность и низкую адгезионную прочность. Было выявлено, что чем мельче фракция, тем лучше покрытие держалось на поверхности. При использовании динаса и шамота лучшими оказались покрытия с соотношением наполнитель-связка 55:45. При применении кремнеземистой пыли хорошими свойствами обладали образцы с содержанием ВКВС 50-60%. При увеличении количества связки в смеси получается довольно жидкая масса, которая из-за своей текучести образует очень тонкий слой и создает трудности при нанесении на вертикальную поверхность. При уменьшении количества связки смесь становится густой, что плохо сказывается при нанесении на поверхность металлической пластины, покрытие становится толстым и неровным.

В процессе исследования изучалось влияние количества связки в смеси на прочность опытных образцов, при этом содержание вяжущей суспензии изменялось в пределах 40-55% с шагом 5%. В экспериментах испытывалось по три опытных образца на каждую смесь. Образцы представляли собой цилиндры диаметром 26 мм и высотой 14 мм, Зависимость прочности образцов на сжатие от количества связки в смеси приведены в таблице 5. Также исследовалось влияние температуры сушки на прочность образцов. Сушка и обжиг производились при температурах 150С; 300С; 600С; 900С. Зависимость прочности образцов от температуры показана в таблице 6. Видно, что при температуре сушки 300С прочность образцов из динаса падает, при дальнейшем повышении температуры она возрастает. Аналогичная ситуация наблюдалась и при сушке покрытий на металлических пластинах. Это можно объяснить проявлением т.н. кристобалитового эффекта, связанного с изменением параметров кристаллической решетки.

Адгезионную прочность покрытия определили как отношение максимального усилия, при котором происходит отделение покрытия от подложки в результате сдвиговых напряжений при растяжении образца, к площади покрытия. Испытания на адгезионную прочность проводились следующим образом [126, 127]. Образец представлял собой металлические пластины размером 20x100 2мм склеенные между собой испытуемым материалом. Площадь склеивания равнялась 4 см . Склеенные образцы сушились под нагрузкой при 20С в течении 2-х суток, а затем сушились еще 2-е суток при 80С. При испытании покрытия на адгезионную прочность использовались разрывная машина РМД-500 с максимальным тяговым усилием 500 кг. Результаты испытаний приведены в табл. 7.

Определение основных параметров технологии изготовления огнеупоров из вторичного сырья с использованием ВКВС

Как показано в [1] , классификация неформованных огнеупоров может быть проведена по различным признакам и критериям (по области применения, по назначению и т.д.)- Например, они могут выступать как материалы для монолитных конструкций, для ремонта футеровок (обмуровок), выполнять функции кладочного раствора в случае выполнения кладки из отдельных кирпичей (блоков). Сюда же можно отнести огнеупорные материалы для изготовления защитных покрытий, особенно необходимых при эксплуатации «шовной» кладки. В группе огнеупорных бетонов могут быть плотные и легкие (теплоизоляционные) бетоны, а среди огнеупорных масс различают литые и вибрационные как обычные, так и тиксотролные, с различными видами связок (глинистых, гидравлических, неорганических).

Целью настоящей работы являлось создание таких огнеупорных смесей из отходов промышленного производства, которые могли бы быть использованы для изготовления, как штучных изделий (кирпичей, блоков), так и огнеупорных масс для ремонта футеровок (обмуровок) тепловых агрегатов. Они же могут быть применены для производства защитных покрытий (обмазок). Полученные огнеупорные тиксотропные смеси имеют одну и ту же физико-химическую природу, но различаются как способом формообразования (прессование, виброуплотнение), так и некоторыми другими технологическими особенностями (гранулометрический состав, плотность и влажность смеси, количество связки и т. д.).

Следует отметить, что металлургическая промышленность традиционно связана с огнеупорной, поскольку от качества и вида огнеупоров зависит безаварийная и длительная эксплуатация металлургических агрегатов, рабочее пространство которых подвергается действию высоких температур (порядка 1700-1900С). Иное положение наблюдается в теплоэнергетике, где к обмуровке котлов предъявляются более «мягкие» требования, поскольку температура в топочном пространстве более низкая и основное внимание работники этой отрасли обращают на состояние тепловоспринимающей металлической поверхности основных элементов котлов - барабанов, труб (пучков труб), экранов и т.д. Это не означает, что на состояние обмуровки не обращается должного внимания, однако если «потекла» труба или барабан, котел необходимо останавливать, даже в аварийном порядке, а если разрушается обмуровка, то вряд ли его будут останавливать, особенно во время отопительного сезона.

На ТЭС или в крупных (районных) котельных обращается достаточно серьезное внимание на работу котлов, в том числе и на состояние обмуровки, в то время как на мелких котельных, зачастую работагощих на твердом топливе, состояние обмуровки не всегда бывает на должном уровне. На таких предприятиях и ремонт обмуровки выполняется с применением материалов, не позволяющих обеспечить надежную работу обмуровки. Например, при ее ремонте в сырьевую смесь добавляют обычный цемент вместо высокоглиноземистого, используется рядовая огнеупорная глина и т.д.

Разработанные в настоящей работе композиции пригодны как для изготовления штучных изделий, так и для получения набивных или виброуплотняемых масс, применяемых для создания ремонтных монолитных обмуровок. Кроме того, они могут использоваться в качестве защитных покрытий тепловоспринимающей поверхности не только обмуровки, но и, в необходимых случаях, для защиты металлических поверхностей от воздействия высоких температур и абразивного износа. На основе проведенных экспериментов и полученных результатов был разработан технологический регламент производства шамотного кирпича из боя огнеупорных (шамотных) изделий (см. Приложение 1).

В котельной завода металлоконструкций (г. Новокузнецк) установлены три котлоагрегата марки Е(ДЕ)-1б-14ГМ и один котлоагрегат марки Е-1/9-1ГИ, предназначенные для выработки насыщенного и перегретого пара, используемого для технологических нужд предприятия, теплоснабжения систем отопления и горячего водоснабжения. Котлоагрегат Е-1/9-1Г принадлежит к типу вертикально-водотрубных двухбарабанных котлов с естественной циркуляцией, в качестве топлива используется природный газ. Его номинальная паропроизводительиость составляет 1000 кг/час, расход топлива 180 нм7час, объем топочного пространства 2,24 м3. Обмуровка боковых экранов и. задней стенки конвективного пучка труб выполнена в три слоя (первый слой из шамотного кирпича, остальные - из вулканитовых или совелитовых плит). Обмуровка потолочного экрана выполнена в четыре слоя.

При использовании в котлоагрегате природного газа, под факелом, на поду топочной камеры, развиваются довольно высокие температуры (1000 - 1100 С), поэтому первый слой этой части обмуровки пода, обращенный к факелу, также выполнен из шамотного кирпича. Обычно поверхность обмуровки котла не защищается огнеупорной обмазкой, поэтому наблюдается разрушение поверхности кладки, особенно по швам. Этому способствует чаще всего и то, что кладочный раствор готовится из шамотного порошка и огнеупорной глины, причем сырьевая смесь затворяется водой.

Как известно, при сушке и обжиге усадка глины колеблется в пределах 15-20%. В тоже время допустимые пределы усадки не превышают 6-9%.

Похожие диссертации на Исследование и разработка технологии рециклинга отходов огнеупорных материалов