Способ горячего ремонта футеровки Советский патент 1992 года по МПК C04B35/68 

Изобретение относится к способу горячего ремонта футеровки металлургических агрегатов.

Цель изобретения - повышение качества ремонта за счет удаления или смещения части футеровки.

Пример 1. В стеклоплавильной печи блок из огнеупорного материала Zac смещается и возникает риск падения его в печь. Этот огнеупорный материал Zac имеет следующий приблизительный состав мас.%: 10-15 оксида кремния, 40-55 оксида алюминия и 30-45 оксида циркония. Желательно

закрепить этот блок с соседним блоком, изготовленным из муллита. Нормальная рабочая температура стенки в этой части печи немного ниже 800°С. Для закрепления блока Zac решают прорезать отверстие в муллитовом блоке и заполнить его огнеупорной массой путем керамической сварки. Из-за особой формы блока Zac нет необходимости прорезать в нем отверстие.

Керамическая сварочная композиция представляет собой смесь следующего состава, мас.ч.:

VJ VI Јь Ю

W

VI

ы

Si11

Al9

Ста бил и зи рова н н ы и

оксид циркония30

а-Оксид алюминия

(корунд)45 (всего 95)

Кремниевые и алюминиевые горючие частицы имеют номинальный максимальный размер меньше 45 мкм. Средний размер частиц кремния равен б мкм. Средний размер частиц означает, что 50 мас.% частиц имеют размер меньше указанного среднего. Средний размер частиц алюминия равен 5 мкм, частиц оксида циркония - 150 мкм. а оксида алюминия - 100 мкм.

Эту керамическую сварочную порошкообразную композицию делят на две части, к одной из них прибавляют карбонат натрия в качестве флюса в количестве 5 мас.% от общей композиции. Это делают для получения обрабатывающей порошкообразной композиции. Средний размер частиц карбоната натрия соответствует размеру частиц оксида циркония.

Обрабатывающую порошкообразную композицию направляют на обрабатывав мый блок в потоке кислорода коммерческой чистоты. В силу присутствия флюса и из-за того, что муллитовый огнеупор не выдерживает более вязкой рабочей температуры, устанавливают, что материал муллитового блока можно удалять очень быстро с образованием отверстия.

При достижении нужной глубины прорези порошкообразную смесь, подаваемую в трубку, сменяют на керамическую сварочную порошкообразную композицию, описанную выше. Естественно, это та же композиция, как и использованная при обработке, но за вычетом флюса. При отсутствии флюса, как было установлено, очень трудно удалить много материала из огнеупорной структуры. В противоположность этому наносится адгезивная сварочная масса, сильно адгезированная и образующая промбу, предотвращающую дальнейшее смещение блока Zac, Легкость, с которой образуется такая сильно адгезированная сварочная масса, еще более удивительна в силу того, что огнеупорная композиция этой сварочной массы имеет более высокое качество, а температура на обработанном участке ниже рабочей. Эта сильная адгезия частично обусловлена присутствием тонкого покрывающего слоя между муллитовым блоком и сварочной массой, содержащего флюс, оставшийся от более ранней обработки и превратившегося в ходе сварки в переходный слой между

блоком и сварочной массой, усиливающий сцепления между ними.

В другом варианте, связывание промбы из сварочной массы с блоком Zac усиливают

предварительной обработкой этого блока с образованием на нем тонкого слоя, содержащего флюс.

В целом операции обработки и сварки могут проводиться легко и очень быстро и

0 потери продукции печи практически отсутствуют.

В другом варианте в ту часть порошкообразной композиции, которую используют на стадии керамической сварки, добавляют

5 еще 5 мас.ч. корунда.

Пример 2. Блоки Zac, образующие внешнюю часть арочного свода стеклоплавильной печи, растрескиваются и разрываются, и часть этих блоков Zac выпадает.

0 Для починки оставшуюся поверхность арки сначала обрабатывают так, как описано в примере 1. Обработка приводит к размягчению оставшегося материала и его удалению с арки под механическим

5 действием, обусловленным в основном направленными огнеупорными частицами, это приводит также к образованию поверхностного слоя, содержащего флюс, который в силу своей текучести

0 способен проникать внутрь и практически заполнять оставшиеся трещины. Этот поверхностный слой также эффективно повышает сцепление между обработанной арочной структурой и керамической сва5 рочной ма ссой, которая наносится вслед за этим.

Керамическую сварочную массу получают, направляя порошкообразную композицию, изготовленную из следующих

0 компонентов.

Первая смесь А содержит, мае. %: 87 оксида кремния, 12 кремния и 1 алюминия. Кремний и алюминий имеют размер частиц, указанный в примере 1, а оксид крем5 ния имеет средний размер частиц около 450 мкм.

Вторая смесь В содержит, мас.%: 45 корунда, 43 стабилизированного оксида циркония, 8 кремния и 4 алюминия. Эти

0 материалы имеют размер частиц, указанный в примере 1.

Смеси А и В смешивают в равных количествах по массе с получением керамической сварочной порошкообразной

5 композиции, направляемой для формирования сварочной массы на обработанной дугообразной арке.

Результирующая сварочная масса очень сильно адгезирована к обработанным блокам Zac.

В испытаниях установлено, что керамическая сварочная смесь по примеру 1, которая представляет собой композицию, эквивалентную обрабатывающей смеси, использованной в этом примере, но без флюса, очень вязка, эффективна для предварительной обработки блоков-Zac дугообразной арочной структуры и что очень трудно формировать восстанавливающую сварочную массу непосредственно на участке блока, обработанного такой смесью без флюса. Это обусловлено более низкой рабочей температурой этих блоков и тем, что они изготовлены из огнеупора очень высокого качества, Оба этих фактора препятствуют размягчению поверхности блоков, необходимому для достижения наилучшей адгезии между основной огнеупорной структурой и наносимой сварочной массой. Отличная адгезия между сварочной массой и обработанными блоками, по крайней мере, частично обусловлена также присутствием поверхностного слоя, обогащенного флюсом в ходе обработки, такой слой соответственно более легко размягчается. Неожиданным оказалось то, что промежуточный слой, обусловленный присутствием этого поверхностного слоя, не оказывает отрицательного действия на огнеупорные свойства результирующего восстанавливающего покрытия. Вероятно, состав этого поверхностного слоя изменяется в ходе нанесения сварочной массы, это приводит к тому, что флюс более широко распределяется в огнеупорной структуре и в результирующем восстанавливающем покрытии концентрация флюса снижается и не оказывает заметного отрицательного действия на температуру размягчения огнеупорного материала, в который он введен.

Пример 3. Трещины развиваются в блоках из оксида кремния, находящихся во внешней части печи, где нормальная температура стенок равна приблизительно 450°С, и часть структуры отваливается.

Такое повреждение очень трудно устранить любыми ранее известными способами. Участок слишком горяч для любых известных способов влажного цементирования, однако слишком охлажден для известных способов керамической сварки.

Для эффективного устранения повреждений зону стенки, окружающую поврежденный участок, изолируют и поврежденный участок нагревают до температуры около 750°С. Поврежденный участок обрабатывают, направляя огнеупорный обрабатывающий порошок через

трубку, и починку завершают керамической сваркой.

Из-за природы и содержания флюса, присутствующего в направляемой смеси, температура размягчения материала, удаляемого с восстанавливаемого участка, более чем на200°С ниже, чем температура размягчения оксида кремния, из которого изготовлены огнеупорные блоки. Это облегчает удаление материала с таких блоков без нарушения их внутренней структуры,

Для получения керамического сварочного порошка к смеси А по примеру 2 прибавляют дополнительно 3 ч. алюминия и 5 ч. карбоната натрия в качестве флюса для получения огнеупорного обрабатывающего порошка.

Дополнительное количество топлива вводят из-за более низкой температуры об- рабатываемого участка.

Пример 4. Ниже представлен состав пригодной порошкообразной смеси по изобретению для использования при обработке огнеупорной структуры на основе алюми- ния ранним способом (в мае.ч.)

Si11

At9

Карбонат натрия5

а-Оксид алюминия (корунд)75

Различные ингредиенты имеют гранулометрические характеристики, указанные в примере 1.

Та же самая смесь, но без флюса и с возможно меньшим содержанием металлического топлива,пригодна для использования в последующем способе керамической сварки по изобретению.

В других вариантах способа обработки по изобретению карбонат натрия как флюс можно заменить карбонатом кальция или карбонатом магния.

В других вариантах способа и композициях по изобретению карбонат натрия как флюс можно заменить боратом натрия. Сульфатом натрия или фосфатом натрия.

В других вариантах способа и композициях по изобретению порошкообразную смесь изменяют с учетом состава обрабатываемой огнеупорной структуры.

Формула изобретения

1. Способ горячего ремонта футеровки

путем подачи на нее потоком кислородсодержащего газа смеси по крайней мере одного оксида из группы оксидов алюминия, хрома, магния, кремния, циркония и менее 30 мас.% горючих частиц алюминия и/или

кремния, по крайней мере 50 мас.% которых с размером S50 мкм. отличающийся тем, что, с целью повышения качества ремонта за счет удаления или смещения части футеровки, последнюю предварительно обрабатывают смесью, в которую дополнительно вводят флюс в количестве, не превышающем половины количества горючих частиц в смеси.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что температура размягчения или плавления смеси, удаленной при предварительной, обработке, по крайне мере на 200°С ниже температуры размягчения и плавления футеровки.

3.Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что флюс содержит фторид,

5

4.Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что флюс содержит по крайней мере одну соль натрия.

5.Способ по пп. 1и2, отличающийся тем, что флюс содержит по край-ней мере одну соль щелочного металла из группы: борат, сульфат, карбонат, фосфат.

6.Способ по пп. 1-5, отличающийся тем, что средние размеры частиц флюса равны 0,5-2 средних размеров частиц огнеупорного оксида смеси.

7.Способ по пп. 1-6, отличающийся тем, что по крайней мере половина частиц флюса имеет размеры меньше 200 мкм,

Изобретение относится к способам горячего ремонта футеровки металлургических агрегатов. Цель изобретения - повышение качества ремонта за счет удаления или смещения части футеровки. Способ горячего ремонта включает подачу на футеровку потоком кислородсодержащего газа смеси по крайней мере одного оксида из группы оксидов алюминия, хрома, магния, кремния, циркония, менее 30 мас.% горючих частиц алюминия и/или кремния с размером 50 мкм и флюса в количестве, не превышающем половины количества горючих частиц в смеси. Флюс может содержать фторид, по крайней мере одну соль натрия или одну соль щелочного металла из группы: борат, сульфат, карбонат, фосфат. Затем потоком кислородсодержащего газа подают смесь, содержащую по крайней мере один оксид из группы оксидов алюминия, хрома, магния, кремния, циркония и менее 30 мас.% горючих частиц алюминия и/или кремния, по крайней мере50 мас.% которых с размером 50 мкм. При этом температура размягчения или плавления смеси, удаленной при предварительной обработке, по крайней мере на 200°С ниже температуры размягчения и плавления футеровки. Средние размеры частиц флюса равны 0,5-2 средних размеров частиц огнеупорного оксида смеси. По крайней мере половина частиц флюса имеет размеры меньше 200 мкм. 6 з.п. ф-лы.