Футеровка вращающейся печи Советский патент 1980 года по МПК F27B7/28 

Изобретение относится к конструкциям теплоизоляции и может быть использовано для футеровки трубчатых вращаюш.ихся печей спекания глиноземной, цементной и химической промышленности. Для повышения стойкости огнеупорной футеровки в зоне спекания-обжига используется защитная обмазка из обжигаемого материала, высота и прочность которой зависит от физико-химических свойств материала и огнеупора футеровки. При этом футеровка из огнеупора с повышенной теплопроводностью ( Л«2,5-3,0 ккал/м час.град способствует гаркиссажеобразованию, огнеупор с пониженной теплопроводностью ( Л ,5-1,2 ккал/м час. град) приводит к чрезмерно медленному образованию и быстрому обрушению защитной обмазки. Известна футеровка зоны высоких температур вращающихся печей глиноземного и цементного производства, выполняемая из одного вида огнеупоров, например, из щамотного или магнезиального. При этом используются огнеупоры нормальной плотности, напри.мер, шамотные - марки ЦМ и Ц, магнезиальные - марки МХЦ и ХМЦ 1. Основные недостатки известной однослойной футеровки состоят в том, что применение одного вида огнеупора ограничивает возможности его использования при обжиге глинозе.мных ши.хт с различными физико-химически.ми свойствами и содержащих свободную щагючь. Например, при использовании магнезиальных огнеупоров, например ПЩЦ или МХЦ, с высокой теплопроводностью (Л -х. «2,5-3,0 ккал/м ч.град) происходит быстрое наращивание прочной обмазки из обжигаемого материала, что ведет к зарастанию печи, разрушению футеровки и выходу из строя холодильника при обрушении толстого слоя об.мазки. Кроме того, при использорянии огнеупора ПЩЦ (содержащего примеси хрома до 17%) происходит загрязнение глиноземной щи.хты соединениями хрома, снижающими качество получаемого глинозема и содопродуктов. При использовании многошамотного огнеупора ЦМ в процессе образования защитного гарниссажа происходит насыщение шамотного огнеупора щелочами с образованием зерен це.мента и твердого раствора, при этом гарниссаж скалывается вместе с пропитанными зонами огнеупора и выводит из строя огнеупор. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению является футеровка вращающейся печи, выполненная из наружного, примыкающего к корпусу печи, слоя, содержащего огнеупорные элементы с низкой теплопроводностью, и внутреннего слоя огнеупорных элементов с высокой теплопроводностью и термостойкостью 2. Внутренний рабочий слой высотой 200 мм выполнен из щамотного кирпича марки ЦМ или Ц (или магнезиального огнеупора ПШЦ), а наружный теплоизоляционный слой высотой 40-60 мм (обращенный к корпусу печи) - из легковеса, например, щамотного. Вышеуказанная конструкция футеровки позволяет уменьшить теплопотери корпусом печи в атмосферу и снизить расход топлива. Существенным недостатком известной футеровки является то, что при подборе вида огнеупора, стойкого к определенной глиноземной шихте и незагрязняющего спек вредными примесями, трудно подобрать условия образования защитной обмазки необходимой толщины. Цель изобретения - повышение стойкости футеровки за счет образования защитной обмазки оптимальной высоты. Указанная цель достигается тем, что при футеровке вращающейся печи, выполненной из наружного, примыкающего к корпусу печи слоя, содержащего огнеупорные элементы с низкой теплопроводностью, и внутреннего слоя огнеупорных элементов с высокой теплопроводностью и термостойкостью, наружный слой футеровки выполнен из чередующихся в соотношении от 1-0,5 до 1-3 огнеупорных элементов с высокой и низкой теплопроводностями, соотношение которых составляет от 5:1 до 1,5:1, а соотношение теплопроводности элементов внутреннего слоя футеровки и наиболее теплопроводных элементов наружного слоя составляет от 1 - 1 до 3-1. На чертеже показана футеровка и приняты следующие обозначения 1 - корпус вращающейся печи, 2 - внутренний слой футеровки из огнеупорных кирпичей с высокой теплопроводностью, 3 - огнеупорные элементы с высокой теплопроводностью в наружном слое, 4 - огнеупорные элементы с низкой теплопроводностью в наружном слое футеровки. Внутренний слой 2 футеровки выполняют из огнеупоров с повышенной теплопроводностью, что способствует гарниссажеобразованию с обжигаемым материалом. При этом используют огнеупор, который в процессе гарниссажеобразования в меньшей степени загрязняет примесями (например, соединениями хрома) глиноземсодержащий спек. Наружный слой футеровки, прилегающий к корпусу печи 1, выполняют из чередующихся огнеупорных элементов 3 и 4 с высокой и низкой теплопроводностью, взятых в соотношении от 1:0,5 до 1:3. В качестве огнеупорных элементов 3 и 4 в наружном слоем футеровки могут использоваться:а)лещадка щамотная или диатомитовая различной плотности (и соответственно различной теплопроводности) б)асбестовый или базальтовый картон в чередовании с увеличенной толщиной кладочного раствора и др. Эти огнеупорные элементы 3 и 4 могут иметь соотнощения теплопроводностей в пределах от 5:1 до 1,5:1. Таким образом, по окружности (и по длине) футеровки образуются отдельные чередующиеся участки с различной суммарной теплопроводностью по высоте двух слоев футеровки. Вследствие этого на участках футеровки с общей высокой теплопроводностью образующаяся защитная обмазка имеет плотную и прочную структуру и хорошее сцепление с футеровкой, а на участках с общей меньщей теплопроводностью обмазка имеет меньшее сцепления с футеровкой и более рыхлая. Таким образом, защитная обмазка в виду различной скорости образования ее на соседних участках, имеет более плотную и прочную структуру в слоях, прилегающих к огнеупору, а верхние наружные слои обмазки в процессе работы печи 1 и взаимодействия с движущимся обжигаемым материалом периодически обновляются, не осложняя работу холодильника. При увеличении в наружном слое футеровки доли огнеупоров сповыщенной теплопроводностью соотношения 1:0,5 высота защитной обмазки и прочность ее возрастает. Для уменьшения высоты и прочности обмазки долю огнеупоров с повышенной теплопроводностью уменьшают до 1:3. При оптимальном отношении 1:1 высота защитной обмазки держится на уровне 0,3-0,4 м и обеспечивает повышение срока службы футеровки в зоне спекания. Кроме того, использование на отдельных участках огнеупора с низкой теплопроводностью приводит к уменьшению теплопотерь корпусом печи и сокращению расхода топлива. Формула изобретения Футеровка вращающейся печи, выполненная из наружного, примыкающего к корпусу печи, слоя, содержащего огнеупорные элементы с низкой теплопроводностью и внутреннего слоя огнеупорных элементов с высокой теплопроводностью и термостойкостью, отличающаяся тем, что, с целью повыщения стойкости футеровки за счет образования защитной обмазки оптимальной высоты, наружный слой футеровки выполнен из чередующихся в соотношении от 1-0,5 до 1-3 огнеупорных элементов с высокой и низкой теплопроводностями, соотношение которых составляет от 5:1 до 1,5:1, а соотношение теплопроводности элементов внутреннего слоя футеровки и наиболее теплопроводных элементов наружного слоя составляет от 1:1 до 3:1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник «Огнеупорные изделия, материалы и сырье, Металлургиздат М 1961, с. 102.

2. Патент США № 2230141, кл. 263-33, 1939 (прототип).