Iii московский международный салон инноваций и инвестиций

Всего было разработано и изу­чено 11 опытных составов. Луч­шим оказался волластонит на свя­зующем из жидкого стекла. Ре­зультаты испытаний на механи­ческую прочность и термостой­кость лучшего опытного состава (волластонит — жидкое стекло) и серийного приведены в таблице. На участке футеровки ЗАО ЗАЛ был изготовлен бетон на основе волластонита и из него выполнена футеровка ковша КБ 500 для литья алюминия. Про­мышленное испытание в усло­виях воздействия расплава алюминия и рабочей температуры 800 °С показало, что характери­стики футеровки разработанно­го состава значительно превос­ходят характеристики стандарт­ной на основе шамота и периклаза. Ковш до сегодняшнего дня находится в эксплуатации без проведения ремонтных работ; практически отпала необходи­мость в очистке ковша, стал зна­чительно легче сам процесс очи­стки. Достигнута экономия средств при изготовлении и экс­плуатации футеровки за счет снижения стоимости материа­лов, увеличения межремонтных сроков и длительности эксплуа­тации, повышения надежности. Разработана обмазка для оштукатуривания и ремонта ра­бочей поверхности футеровки на основе широко используемых ог­неупоров: шамотных, периклазовых, высокоглиноземистых. Об­мазка характеризуется стойкос­тью к расплаву алюминия и его сплавам, температурой службы до 1200 °С, поэтому может быть использована при контакте с рас-

Одно из основных мест на мировом рынке огнеупоров за­нимают высокотемпературные теплоизоляционные материалы на основе муллитокремнеземистого, минерального и поликрис­таллического волокон на раз­личных связующих.

Теплоизоляционные волок­нистые материалы все чаще за­меняют в конструкциях футе­ровки плотные шамотные и дру­гие изделия, диатомитовые пли­ты, различные бетоны.

Волокнистые материалы об­ладают отличной термостойкос­тью и наиболее низкой среди ог­неупорных материалов тепло­проводностью (при применении их для футеровки тепловых агрегатов экономия топлива дос­тигает 50 %). Однако теплоизо­ляционные изделия (плиты) на основе муллитокремнеземистого стекловолокна на глинистой связке имеют недостаточную прочность, относительно высо­кую плотность (0,3—0,5 г/см³), теплопроводность таких изде­лий при средней температуре 600 °С 0,18 ВтДм-К). В связи с этим была поставлена задача разработать технологию термо­изоляционных материалов КТМЗ на основе муллитокрем-неземистого волокна с высоким индексом и без эмульсолов, пре­пятствующих хорошему впиты­ванию связующего.

Термоизоляционные материалы со сплавом алюминия, что было под­тверждено результатами годич­ного промышленного испытания в ЗАО ЗАЛ. Обмазка была нане­сена на рабочую поверхность фу­теровки дозатора Д 630, изготов­ленной на основе шамота и периклаза. Периодические осмот­ры показали, что поверхность футеровки не смачивается жид­ким алюминием и его сплавами и слабо взаимодействует с ними; обмазка имеет высокую адгезию к материалу футеровки (отслаи­вания и растрескивания не на­блюдалось); сократился объем ремонтных работ и увеличились межремонтные сроки.

Таким образом, установле­но, что введение волластонита вместо шамота и периклаза в состав композиций для изготов­ления футеровки и се ремонта позволяет повысить механичес­кую прочность и термостой­кость огнеупорного материала, резко снизить налипаемость расплава алюминия. Одновре­менно снижается себестоимость алюминиевого литья. Материалы КТМЗ изготавливают мето­дом вакуумного литья. Для при­готовления гидромассы приме­няют муллитокремнеземистую вату без поверхностно-активных веществ, чтобы иметь возмож­ность создать прочную, долговеч­ную структуру, применяя различ­ные типы связующих. Наиболее широко применяемые и эконо­мичные связующие — это соли. Они отличаются простотой при­менения и стабильностью при высоких температурах. Разрабо­танная технология обеспечивает получение материала с отличны­ми физико-химическими свой­ствами — высокой прочностью, низкой теплопроводностью (0,08 Вт/(м-К) при 500 °С и 0,22 Вт/

Материалы КТМЗ имеют мнимальную тешюпровод-юсть в нейтральной и окисли-•ельной средах. В восстанови-гельной среде температура при­менения материалов КТМЗ сни­жается. Плиты из материалов КТМЗ легко режутся ножом или пилой, их можно соединять ско­бами, керамическими деталями, высокотемпературным клеем.

АО «Утенос Электротехни­ка» изготовляет изделия из ма­териалов КТМЗ следующих марок: КТМЗ-1/800,1260,1430 (необожженные), КТМЗ-2/ 800,1260,1430 (прочные или с

Испытания термоизоляционных мате­риалов КТМЗ проводили в лабораториях фирм «Промат» и «Редко».

упрочненной поверхностью), КТМЗ-3/800,1260,1430 (обо­жженные).

По сравнению с традицион­ной шамотной футеровкой термо­изоляционные материалы КТМЗ обеспечивают уменьшение тол­щины футеровки в 4—5 раз, мас­сы футеровки в 8—10 раз, увели­чение ресурса эксплуатации пе­чей в 3—4 раза, снижение энерго­потребления в печах непрерывно­го действия на 10—20 % и в печах периодического действия до 50 %, сокращение времени на разогрев и охлаждение футеровки в 5—6 раз. Использование материалов КТМЗ в 5—10 раз сокращает ка­питальные вложения на строи­тельство печей.

На рисунке показаны тол­щина футеровки и температура на ее наружной поверхности при применении обычной футеров­ки и футеровки из плит КТМЗ.

Рабочая температура дли­тельного применения материа­лов КТМЗ зависит не только от свойств волокна и кажущейся плотности изделий, но главным образом от места применения, ха­рактера нагрузок и среды, в кото­рой служат изделия. Для повы­шения прочности материала, обеспечения использования его в различных средах, в том числе в водороде и аргоне, повышения устойчивости к воздействию аг­рессивных реагентов целесооб­разно применять различные ок­сидно-керамические покрытия поверхности плит. Оксидно-керамические покрытия отличают­ся повышенной огнеупорностью, эрозионной стойкостью, механи­ческой прочностью, стойкостью к истиранию, а также кислого- и щелочеустойчивостью в среде аг­рессивных продуктов горения и отходящих дымовых газов. В на­стоящее время АО «Утенос Элек­тротехника» работает с различ­ными иностранными фирмами, которые предлагают разнообраз­ные покрытия.

Термоизоляционные мате­риалы КТМЗ используются при строительстве нагревательных и термических печей, изготовле­нии газовых топок, для изоляци­онных работ на электростанци­ях, изоляции котлов, реакторов и высокотемпературных колонн в химической промышленности, для футеровки ковшей, гермети­зации пробок, сливных отвер­стий разливочных машин в ли­тейном производстве и т. д. •

Канд. техн. наук А. М. Тропиков, канд. физ.-мат. наук И. В. Тропинова (НЧФ «Алинека», Украина) Энергосберегающие технологии ремонта обмуровки котлов

Внедрение энергосберегаю­щих технологий для печных агре­гатов, являющихся наиболее энергозатратной областью про­мышленного производства, пре­дусматривает применение новых горелочных устройств и видов топлива (например, биотоплива), вследствие чего повышается тем-

пература в топке, возрастают ско­рости газовоздушных смесей с одновременным увеличением аб­разивного воздействия несгорев­ших частиц топлива, шлаков и др. Показатели традиционно приме­няемых шамотных огнеупоров при этом перестают отвечать но­вым условиям эксплуатации, что

приводит к быстрому износу или оплавлению и, как следствие, не­обходимости ремонта футеровки теплового агрегата. Кроме того, несанкционированные отключе­ния электроэнергии вызывают остановку котла и вследствие от­носительно невысокой термо­стойкости шамотных огнеупоров

появление многочисленных тре­щин на обмуровке, что приводит к подсосам воздуха, уменьшению давления и, как результат, к необ­ходимости увеличения расхода топлива. Следует также отме­тить, что шамотный огнеупор ха­рактеризуется высокой теплоем­костью и затратами топлива при его обжиге на стадии изготовле­ния, что также в целом увеличи­вает расходы топлива. Таким об­разом, разработка новых видов обмуровочных материалов, отли­чающихся низкими затратами топлива при их изготовлении и высокими термомеханическими свойствами, является актуальной и своевременной задачей.

Нами разработаны, исследо­ваны и внедрены на Украине и за рубежом энергосберегающие технологии выполнения и ре­монта элементов обмуровки кот-лоагрегатов из жаростойких бе­тонов и торкрет-масс, при изго­товлении которых применяются сухие смеси.

Преимущества применения сухих смесей по сравнению с тра­диционными материалами заклю­чаются в уменьшении материало­емкости и отходов на 7 %, сокра­щении операций при получении материала, получении материала со стабильными свойствами, от­сутствии специального оборудования (необходим только обыч­ный бетоносмеситель принуди­тельного действия и глубинный вибратор), уменьшении трудоем­кости работ на 20—45 %, увеличе­нии производительности работ в 1,5—3 раза, ускорении сроков ре­монта в 2—4 раза, наличии плас­тических свойств бетонной смеси, позволяющих производить ре­монт футеровки сложной геомет­рии без нарушения ее монолитно­сти, возможности проведения ре­монтных работ в нестандартных условиях, например при отрица­тельных температурах.

Некоторые физические и термомеханические свойства жа­ростойких бетонов BRAB30H15, ВКАВЗОИ13 и торкрет-массы ВКАВ50И14т, изготовленных с применением сухих смесей, по сравнению с показателями ша­мотных изделий марки ША при­ведены в таблице.

Внедрение бетона из сухой смеси BRAB30H15 для выполне­ния амбразур котлов на целом ряде предприятий подтвердило высокие термомеханические свойства жаростойкого бетона. Амбразуры находятся в эксплуа­тации от 2 до 5 лет, оплавлений и повреждений не имеют. Приме­нение сухой смеси ВКАВЗОИ15 для частичного ремонта обму­ровки газовых печей из доменно

Применение торкрет-массы ВКАВ5И14т позволяет произ­водить ремонт или изготовление обмуровки сложной геометрии, например барабанов, коллекто­ров и других элементов. Торк­рет-масса имеет высокие термо­механические свойства и обеспе­чивает высокую стойкость обму­ровки (котлы находятся в эксп­луатации от 2 до 4 лет).