СПОСОБ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО РЕМОНТА ОГНЕУПОРНОЙ ФУТЕРОВКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧЕЙ Российский патент 2000 года по МПК F27D1/16 F23J13/00 

Изобретение относится к области восстановительного ремонта огнеупорной футеровки промышленных печей, преимущественно камерного типа с внешним обогревом. Изобретение может найти применение при ремонте печных камер (отопительных простенков), например коксовых печей или других промышленных печей, преимущественно с использованием высокотеплопроводных огнеупорных материалов, имеющих в то же время высокое линейное расширение (динас, корунд и др.).

В процессе длительной (15-20 лет) эксплуатации коксовых батарей огнеупорная футеровка - отопительные простенки печных камер - в условиях термических, механических и физико-механических воздействий подвергается различного рода разрушениям и деформациям: образуются выпуклости, вогнутости простенков, "заужения", т.е. уменьшения расстояния между простенками, в особенности с коксовой стороны печных камер, выдвижение внутрь печных камер отдельных участков огнеупорной кладки с нарушением ее целостности, раковины, прогары и т.д. Все эти дефекты приводят к утяжелению хода коксового пирога при его выдаче из печных камер, возрастающей нагрузке на кладку, невозможности выдачи кокса ("забуриванию") и, в конечном итоге, - к частичному или полному разрушению отопительных простенков и выводу из эксплуатации "больных" печей или к переводу их на особый режим эксплуатации. Наличие в составе батареи таких печей предопределяет начало разрушения всей батареи. Возникает необходимость частичной или полной перекладки простенков, образующих печную камеру, а чаще всего - группы дефектных простенков.

Перекладка отопительных простенков связана со значительным снижением производительности коксовой батареи, т. к. она затягивается на длительное время в связи с необходимостью постепенного охлаждения, разборки изношенной кладки отопительных простенков, выкладыванием новой огнеупорной футеровки и ее прогреванием по специальному графику. При этом, полностью останавливается производство кокса в печах со смежными неремонтируемыми отопительными простенками (буферные печи), удлиняется оборот печей, смежных с буферными (полубуферные печи). Таким образом, для восстановительного ремонта только одного простенка выводятся из эксплуатации две печные камеры и в двух полубуферных камерах производство сокращается примерно на 30%. Продолжительность восстановительного ремонта одного простенка составляет 50 суток.

В монографии К.И.Лгалова, С.И.Кафтанова и Г.М.Вольфовского "Ремонт кладки и армирующего оборудования коксовых печей" изд. "Металлургия", М., 1966 г. описан метод полного восстановительного ремонта отопительных простенков, который включает следующие этапы: подготовительные мероприятия, работы, проводимые перед охлаждением кладки простенков, разборка простенков, кладка новых простенков, разогрев, предпусковые работы, последующая загрузка печи и наладка обогрева. До начала охлаждения кладки выдается кокс из печных камер, отопительные простенки в которых подлежат восстановительному ремонту, а также из буферных камер. В буферные камеры через загрузочные люки равномерно по длине устанавливается шесть кирпичных перемычек, располагаемых против распорочных кирпичей простенков. В соответствие с принятой схемой в контрольных вертикалах простенков полубуферных камер, граничащих с нормально работающей печью, поддерживается заданная производственным режимом температура (до 1300^oC), в простенках, граничащих с пустой (буферной) камерой - на 200-300^oC ниже. В простенках, разделяющих буферные печи, температура должна быть на уровне 700^oC, а в простенках, смежных с перекладываемыми, 300-500^oC. Во всех остальных простенках батареи температура должна соответствовать среднебатарейной. Указанный температурный режим должен быть постоянным и поддерживаться в течение всего времени ремонта. Обогрев ремонтируемых простенков прекращается полностью. Кладку ремонтируемых и смежных буферных простенков охлаждают до 300^oC по специальному графику в течение 10 суток. После демонтажа оборудования печи начинают разборку кладки с выстилки верха батареи и до перекрытия простенков, а затем разбирают и сам простенок. Для уменьшения влияния теплового излучения на ремонтный персонал и сохранения температуры на стенах буферных простенков производят изоляцию стен простенков, смежных с ремонтируемым. По мере разборки кладки между неремонтируемыми буферными простенками в определенном порядке устанавливают винтовые распорки (домкраты). До начала новой кладки производят необходимую разметку продольной и поперечной осей камер с точностью ±1 мм и составляют нивелировочную сетку по высоте на 4-х уровнях от пода камер. Кладка ведется с учетом увеличения размеров простенков по длине и высоте при разогреве. После перекладки разогрев отремонтированных простенков производится по специальному графику в течение 10 суток, если корнюрная зона и регенераторы не перекладывались, и в течение 21 суток, если эти участки кладки также перекладывались.

Наиболее близким из известных является способ восстановительного ремонта огнеупорной футеровки промышленных печей, включающий теплоизоляцию смежных отопительных простенков выведенных из эксплуатации двух печных камер путем оклейки их в установленной по длине простенка зоне производства работ листовым теплоизояционным материалом и/или закрепления его с помощью, преимущественно винтовых, распорок или домкратов, разборку футеровки и возведение новой кладки футеровки (Технологическая инструкция ТИ-101-КХ-12-84, Выполнение капитальных ремонтов кладки коксовых печей, Магнитогорск, 1984 г., с. 12, 22).

Основными недостатками известного способа восстановительного ремонта являются: работы должны производиться практически при полном охлаждении ремонтируемых простенков; в процесс работы вынужденно вовлекаются неремонтируемые простенки - буферные или полубуферные, причем в буферных простенках температура снижается до 300-350^oC, а в полубуферных - до 700^oC, что отрицательно сказывается на состоянии огнеупорной кладки (К.К.Стрелов, П.С.Мамыкин, Технология огнеупоров, "Металлургия", М., 1978 г., с. 32-35); кроме снижения производительности батареи за счет печных камер с остановленными для ремонта простенками, дополнительно снижается производительность вследствие остановки буферных и удлинения оборота полубуферных печей; большая общая продолжительность ремонта, достигаются 50 суток вследствие необходимости строгого соблюдения графика разогрева простенков после ремонта; практически невозможно точно учесть расширение новой кладки при разогреве отремонтированных простенков.

Из перечисленных недостатков самым главным является резкий перепад температур между неремонтируемыми и ремонтируемыми отопительными простенками, а также буферными простенками, вследствие чего создаются термические напряжения в коксовой батарее и, как правило, это ведет к разрушению буферных простенков и нижнего строения печей из-за необратимых модификационных превращений и объемных изменений динаса.

Задачей настоящего изобретения является значительное сокращение продолжительности восстановительного ремонта, повышение качества, надежности и срока службы восстановленной огнеупорной футеровки печных камер и коксовых батарей в целом.

Достигается это тем, что в способе восстановительного ремонта огнеупорной футеровки промышленных печей, включающем теплоизоляцию смежных отопительных простенков выведенных из эксплуатации двух печных камер путем оклейки их в установленной по длине простенка зоне производства работ листовым теплоизоляционным материалом и/или закрепления его с помощью, преимущественно винтовых, распорок или домкратов, разборку футеровки в возведение новой кладки футеровки, - температуру смежных отопительных простенков поддерживают на период производства работ на уровне 750 - 950^oC за счет регулирования подачи тепла, а температуру в зоне производства работ поддерживают на уровне 20-80^oC за счет регулирования параметров подачи в нее атмосферного воздуха. При этом, параметры, например скорость или объем, подаваемого в зону производства работ воздуха регулируют путем размещения над ней экрана, преимущественно в виде горизонтального щита или полотнища, имеющего возможность наклона и/или изменения положения по высоте, и/или величиной изменения проходного сечения вытяжной трубы, установленной в газовом люке со стороны, противоположной установленной по длине простенка зоне производства работ. Кроме того, в головочной части камеры, для регулирования параметров теплообмена, вертикально в крайнем загрузочном люке может быть установлен отделяющий зону производства работ дополнительный теплозащитный экран с возможностью регулирования его высоты. Для предотвращения смещения в поперечном направлении новой футеровки в смежных печных камерах напротив перегородок между отопительными каналами выкладывают решетчатые распорные перемычки. В качестве материала экрана используют муллито-кремнеземистый картон или другой кремнеземистый или асбестовый материал, уложенный слоями в щите или в полотнище. А разогрев новой кладки футеровки, например простенка, ведут в течение 2-3 суток за счет теплопередачи от смежных простенков и циркуляции продуктов горения при подъеме температуры в них 70-100^oC в сутки.

Изобретение поясняется чертежами, где
на фиг. 1 представлена схема ремонта отопительного простенка с закреплением листового теплоизоляционного материала с помощью винтовых распорок;
на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1 со схемой крепления экрана в виде щитов или полотнища и дополнительного теплозащитного вертикального экрана.

Способ восстановительного ремонта огнеупорной футеровки промышленных печей осуществляется следующим образом.

По специальному графику выводятся из серии печи, смежные 1 с ремонтируемым 2 простенком и по одной буферной 3 печи с каждой стороны. Температура в смежных простенках снижается до 750-950^oC и на этом уровне поддерживается в течение всего ремонта. Ремонт отопительного простенка производится последовательно в два приема: сначала с одной стороны до его середины, а затем разбирается и перекладывается вторая половина. Возможно разделение простенка на три части. Производство работ на одной из половин простенка показано на фиг. 2. Через средний люк 4 в обе печные камеры вертикально навешиваются щиты 5 для образования дополнительного теплозащитного экрана, отделяющего зону производства работ. Щиты 5 имеют возможность поворота вокруг вертикальной оси и перемещения по высоте для регулирования поступления воздуха в рабочую зону и выполнены из муллито-кремнеземистого или т.п. материала. На фиг. 2 стрелками показано движение охлаждающего рабочее пространство (зону производства работ) воздуха через вытяжную трубу 6, имеющую заслонку 7 для регулирования проходного сечения. Под поды камер укладывают шамотный легковесный кирпич, например ШЛА-1,3, на глубину далее на один отопительный канал 8 (вертикал) от оси среднего люка. Производят оклеивание ремонтируемого и смежных простенков муллито-кремнеземистым картоном 9 на жидком стекле и/или крепление распорками 10 последовательно снизу вверх по ярусам, начиная от головочной части вглубь камер. После оклеивания первого яруса на поды укладывается дополнительно асбокартон и устанавливаются подмостки 11. Подвесной щит 12 (экран) поднимается на соответствующую высоту.

По мере установки подмостков 11 последующих ярусов нижние проемы фасада печных камер закрывают асбополотном или муллито-кремнеземистым картоном. После оклеивания стен начинают разборку кладки. Участок до свода камер разбирается с верха батареи. После разборки перекрытия и свода печных камер устанавливают домкраты между простенками смежных с ремонтируемым на уровне шамотных шахточек вертикалов 8. Производится разборка всей кладки простенка по ярусам. Разметка новой кладки производится по существующим осям изменяющейся линией сверху вниз (штрабой) на вертикале, следующим за осью загрузочного люка. Новая кладка выполняется с соблюдением прямолинейности по вертикали и горизонтали в соответствии с проектной шириной простенка. Если смежные простенки не подлежат перекладке, следует контролировать размеры камер.

После выкладывания первых пяти рядов производится чистка подов вертикалов, устанавливаются регулировочные средства. Косые ходы перерываются картонными щитками. Дальнейшая кладка ведется с применением передвижных металлических щитков, которые удаляются перед закладкой зоны перекрытия каналов. Расстояние между заплечиками и броней устанавливается с расчетом роста кладки в период разогрева простенка. С верхнего яруса укладывают сводовые марки, остальная часть кладки перекрытия производится с верха печей. Против распорных стенок между вертикалами (биндеров) переложенной половины простенка выкладываются решетчатые распорные перемычки (на чертежах не показаны) из шамотного легковесного кирпича шириной в один кирпич с расклиниванием на каждом пятом ряду.

Ремонт второй половины простенка производится аналогичным образом. Стык кладки по вертикальной штрабе производится особо тщательно.

Разогрев простенка ведется в течение 2-3 суток теплопередачей от смежных простенков и циркуляцией продуктов горения из расчета подъема температуры в них 70-100^oC в сутки. Подготовка печных камер к загрузке включает удаление распорных перемычек, очистку пода камеры. Первая загрузка производится всеми бункерами со скосом на коксовую сторону на выстланные под камеры доски. Первый оборот печей составляет 24 ч, далее печи вводятся в серию согласно технологической инструкции предприятия.

Изобретение относится к области восстановительного ремонта огнеупорной футеровки промышленных печей преимущественно камерного типа с внешним обогревом. Изобретение может найти применение при ремонте печных камер (отопительных простенков), например коксовых печей или других промышленных печей, преимущественно с использованием высокотеплопроводных огнеупорных материалов, имеющих в то же время высокое линейное расширение (динас, корунд и др. ). Задачей настоящего изобретения является значительное сокращение продолжительности восстановительного ремонта, повышение качества, надежности и срока службы восстановленной огнеупорной футеровки печных камер и коксовых батарей в целом. В способе восстановительного ремонта огнеупорной футеровки промышленных печей, включающем теплоизоляцию смежных отопительных простенков выведенных из эксплуатации двух печных камер путем оклейки их в установленной по длине простенка зоне производства работ листовым теплоизоляционным материалом и/или закрепления его с помощью преимущественно винтовых распорок или домкратов, разборку футеровки и возведение новой кладки футеровки, температуру смежных отопительных простенков поддерживают на период производства работ на уровне 750 - 950°С за счет регулирования подачи тепла, а температуру в зоне производства работ поддерживают на уровне 20 - 80°С за счет регулирования параметров подачи в нее атмосферного воздуха. 5 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ восстановительного ремонта огнеупорной футеровки промышленных печей, включающий теплоизоляцию смежных отопительных простенков выведенных из эксплуатации двух печных камер путем оклейки их в установленной по длине простенка зоне производства работ листовым теплоизоляционным материалом и/или закрепления его с помощью преимущественно винтовых распорок или домкратов, разборку футеровки и возведение новой кладки футеровки, отличающийся тем, что температуру смежных отопительных простенков поддерживают на период производства работ на уровне 750 - 950^oC за счет регулирования подачи тепла, а температуру в зоне производства работ поддерживают на уровне 20 - 80^oC за счет регулирования параметров подачи в нее атмосферного воздуха. 2. Способ восстановительного ремонта огнеупорной футеровки промышленных печей по п.1, отличающийся тем, что параметры, например скорость или объем, подаваемого в зону производства работ воздуха регулируют путем размещения над ней экрана преимущественно в виде щита или полотнища, имеющего возможность наклона и/или изменения положения по высоте, и/или величиной изменения проходного сечения вытяжной трубы, установленной в газовом люке со стороны, противоположной установленной по длине простенка зоне производства работ. 3. Способ восстановительного ремонта огнеупорной футеровки промышленных печей по п. 1, отличающийся тем, что в головочной части камеры для регулирования параметров теплообмена вертикально в крайнем загрузочном люке устанавливают отделяющий зону производства работ дополнительный теплозащитный экран с возможностью регулирования его высоты. 4. Способ восстановительного ремонта огнеупорной футеровки промышленных печей по п.2, отличающийся тем, что для предотвращения смещения в поперечном направлении новой футеровки в смежных печных камерах напротив перегородок между отопительными каналами выкладывают решетчатые распорные перемычки. 5. Способ восстановительного ремонта огнеупорной футеровки промышленных печей по п.2, отличающийся тем, что в качестве материала экрана используют муллитокремнеземистый картон или другой кремнеземистый или асбестовый материал, уложенный слоями в щите или в полотнище. 6. Способ восстановительного ремонта огнеупорной футеровки промышленных печей по п.1, отличающийся тем, что разогрев новой кладки футеровки, например простенка, ведут в течение 2 - 3 суток за счет теплопередачи от смежных простенков и циркуляции продуктов горения при подъеме температуры в них 70 - 100^oC в сутки.