Способ нанесения огнеупорного покрытия Советский патент 1982 года по МПК F27B3/14 

Изобретение относятся к метаппургш черных металлов н может быть использо вано при нанесении покрытий на огнеупорные стенки металлургических устройств , например погружаемых в жидкий металл фурм. Известны способы нанесения огне упорных покрытий путем торкретирования, заключающиеся в подаче огнеупорного порошка и жидкого связующего в струе сжатого ъозруха через специальное сопло. С целью уменьшения пьше образования при торкретировании и увеличения равномерности распределения связующего в огнеупорном порошке, огнеупорный матери ал прадварительно увлажняет, равномерно перемешивая его с 1,0-8,0% (к массе) жидкого связующего и в таком виде по дают посредством сжатого вгзздуха. Г1 . Однако эти способы имеют недостаток, состоящий в необходимости выполнения : дополнительной операции по предварительному перемешиванию огнеупорного порош ка с жидким связующим. Значительную СЛОЖНОСТЬ представляет также равномерц ная выдача увлажненного огнеупорного материала из бункера, в котором он хранится, в пневмотрассу. Предварительно увлажненнбй материал слеживается в бункере и поступает в пневмотрассу неравноме(жо. Происходит также налипание увлажненного огнеупорного порошка на стенки сопла и его закупоривание. Наиболее близким к изобретенИ1о по технической сущности и достигаемому результату является способ торкретирования футеровки промышленных печей, включающий подачу через сопло огнеупорного порошка и жидкого связующего в струе сжатого воздуха. При этом жи. кое связующее предварительно распыия-, ют в потоке транспортирующего воздуха, а затем подают в него огнеупорный порошок Г21 . Недостатком известного способа является налипание огнеупорного порошка на стенки сопла и его закупоривание. Это объясняется тем, что при использо392вании указанного способа скорость двияжения воздуха возле стенок сопла значительно меньше, чем по его оси, и является недостаточно для сдування прилипающих к стенкам сопла увлажненных частиц огнеупорного порошка, особенно при небольших размерах этих частиц и п вышенном количестве жидкого связующего в составе покрытия. Цель изобретения - устранение налип ния огнеупорного порошка на стенки сопла : и предотвращение его закупоривания. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу нанесения огнеупорного покрытия, включающему подачу через сопло огнеупорного порошка и жид кого связующего в струе сжатого воздуха, b сопло, в зоне ввода связующего дополнительно вводят сжатый воздух в направлении движения огнеупорного порошка под углом 10-45 к осевой лини сопла в количестве 1О-4О% от общего расхода воздуха. Сущность способа заключается в следующем. Сухой огнеупорный порошок из бункера, в котором он находится, подают под давлением в смесительную камеру, где порошок подхватывается движущимся через камеру сжатым воздухом, смешивается с ним и поступает в пневмотрассу, а затем в сопло. В сопле в поток огнеупорного порсмика вводят под давлением жидкое свяЪующее. В зоне ввода связующего в сопло дополнительно вводят сжа тый воздух в направлении движения огнеупорного порошка под углом 1О-45 к осевой линии сопла в количестве 104О% от общего раосода воздуха. Огнеупорный порошок, смоченный в сопле жидким связующим, под действием ежатого воздуха выбрасывается из сопла и наносится на огнеупорную стенку, создавая на ней сйой огнеупорного покрытия. То, 4tTo в зоне ввода связующего в сопло дополнительно вводят сжатый воздух в направлении движения огнеупорного порошка под углом 10-45° к осевой линии сопла в количестве 10-40% от общего расхода воздуха, способствует сдуванию налипшего на стенки сопла огнеупорного порошка и предотвращает закупо ривание сопла. При дополни тел Ы1 ом подводе воздуха в сопло в результате столк новения двух потоков воздуха скорость его движения возле стенок сопла увеличивается, и прилипшие к стенкам частицы порошка сдуваются. Кроме того, дополнительно вводимый в в сопло сжатый воздух наряду с распылением жидкого связующего в зоне его ввода улучшает также перемешивание слоев увлажненного огнеупорного порошка, что повышает равномерность распределения связующего в порошке. Наиболее целесообразно вводить дополнительный сжатый воздух под углом 1045° к осевой линии сопла. Если сжатый воздух вводят под углом более 45°, то это препятствует движению огнеупорного порощока в сопле. Подвод воздуха под углом менее 1О трудно выполнить по конструктивным соображениям. Количество дополнительно подводимого сжатого воздуха должно составлять 10-4О% от общего расхода воздуха на выходе из сопла. При увеличении количества дополнительно подводимого воздуха свыше 4О% затормаживается движение огнеупорного порошка в сопле, также как и при увеличении угла дополнительного ввода воздуха свыше 45°. При уменьшении количества дополнительного воздуха до величины менее 1О% его влияние на устранение закупоривания сопла малозаметно. Устранение налипания огнеупорного порошка на стенки сопла и предотвращение его закупоривания особенно важны при нанесении огнеупорных покрытий с увеличенным количеством связующего в их составе, составляющем 15-25%, и небольших размерах частиц огнеупорного порошка, не превьоыающих 0,1 мм. Такие покрытия обладают повьшенной склонностью к налипанию на стенки сопла и его закупориванию. В то же время имеетхя необходимость в их применении, например, для сильно растрескавшихся футеровок. Покрытия с небольшими размерами огнеупорных частиц и повышенным количеством связующего более поОгвижны, проникают в имеющиеся трещины на большую глубину и обеспечивают более высокую стойкость устройств, на которые они наносятся. Применение частиц небольших размеров уменьшает их отскок при столкновении с огнеупорной стенкой и пористость нанесенного слоя покрытия, а повьпценное содержание связующего увеличивает прочность покрытия и снижает -пьшеобразование при его нанесении. V П р и м е р . Способ опробован в отделении десульфурации- чугуна гранулированным магйием при нанесении огнеупорного покрытия на футеровку фурм погружения, имеющих большое количество трещин шириной до 5 мм, появляюшихся после сушки фурм и в процессе их эксплуатации. Покрытие состояло из80% (по массе) огнеупорного цирконового порошка с размерами частиц менее 50 л4км и 2О% связующего - жидкого стекла плотностью 1,20-1,25 г/см и.наносилось периодически между обработками чугуна после исчезновения покрытия с поверхности футеровки в процессе взаимодействия с жидким Металлом. Сначала покрытие наносили по известному способу. Жидкое стекло предварительно распыляли в потоке транспортируюшего воздуха, а затем подавали в него цирконовый порошок. Порошок, смешанный с жидким стеклом, через сопло на носили на огнеупорную стенку футеровки фурмы. Диаметр сопла 15 мм, давление сжатого воздуха О,4-О,5 Па (4-5 ати), его расход - 70-12О нм /ч. При нанесении покрытия по известному способу огнеупорный порошок очень быстро налипал на стенки сопла. Сечение сопла уменьшалось, появлялись пульсации и неравномерности в подаче порошка, а затем сопло полностью закупоривалось. В связи с этим процесс нанесения покрытия на фурму нельзя было довести до конца, Разборка и прочистка сопла занимали много времени. На тех участках фурмы, где было нанесено покрытие, оно было рьослым, неравномерным по толщине и не сохранялось на фурмах более двух продуБОК. По этим причинам применить покрытие на фурмах в отделении десульфурации чугуна не удавалось и 4 утеровку фурм после каждой обрабоп и чугуна ремсж-. тировали вручную путем обмазки трещин и других дефектов огнеупорной массой, из которой были изготовлены фурмы. После испытания известного способа начали наносить покрытие по предло женному способу. В зоне ввода связуйше Го в сопло дополнительно ввели сжатый воздух в направлении движения огнеупо1 ного порошка под утлом ЗО . Расход дополнительно введенного воздуха составлял ЗО нм /ч, расход основного транспортирующего воздуха, подаваемого через сопло, равен 7 О нм /ч, общий расход воз цука составлял, таким образом, . При нанесении покрытия по предложенном способу налипание огнеупорного порошка на стенки сопла отсутствовало. Процесс нанесения покрытия стал устойчивым i и стабильным. Повысилась плотность нанесенного слоя Покрытия и равномерность его толщины, покрытие сохранялось на фурмах не менее пяти обработок чугуна. Ручной, труд по ремонту футеровки фурмы полностью устранен. Расход дополнительно вводимого воздуха изменяли от 5 до 5 О нм. При расходе основного транспортирующего воз- духа 70 , который поддерживался постоянным, общий расход воздуха за счет изменения количества дополнительно вводимого воздуха, менялся от 75 до 120 нм /ч. БЫЛО установлено, что при уменьшении расхода дополнительно вводимого воздуха ниже 8 нм /ч (около 1О% от общего расхода воздуха ) происходило налипание порошка на стенки сопла, а при увеличении расхода свыше 45 нм /ч (около 40% от общего расхода воздуха) дополнительно вводимый воздух препятствовал /шижению. огнеупорного порошка, в результате порошок из сопла почти не поступал. Изменяли также угол дополнительного ввода воздуха от 10 до 60. Определено, что при угле дополнительного ввода более 45 прекращалось поступление огнеупорного порошка из сопла. Угол дополнительного ввода менее 10 не испытывали, так как его трудно выполнить. Наилучшие результаты получены при использовании угла дополнительного ввода 2030° и расходе допопнител ьного вводимого воздуха около 30 нм /ч. Таким образом, применение описываемого способа устраняет налипание огнеупорного порошка на стенки сопла и предотвращает его закупоривание, что повышает надежность и стабильность процесса нанесения покрытия, качество нанесенного слоя и соответственно стойкость металлургичесжих устройств, на которые наносят покрытие, например, фурм погружения в отделениях десульфурации чугуна. В результате за счет использования преимуществ способа будет увеличена производительность отделений десульфурации чугуна на 2%. Ожидаемый экономический эффект от внедрения способа, например в.отделении десульфурации чугуна,составит на 1 т чугуна 0,36-1/100 0,0072 р., где 0,36 - экономический эффект от десульфурацин одной тонны чугуна гранулированным магнием, р/т. Ориентировочная потребность народного. хозяйства в десульфурированном чугуне составляет 3 млн. т в год. Ожидаемый годовой экономический эффект от максимального объема исполь-

79264788

аованвя предлагаемого технического ре-зоне ввода связующего допопнительно

шенвя ооставвт 226ОО р.вводят сжатый воздух в направлении

Формулаизобре тениялом 10-45 к осевой линии сопла в коСпособ нанесения огнеупорного покры-Духа.

тия, например на стенки фурм, включающийИсточники информации,

подачу через сопло огнеупорного порощкапринятые во внимание при экспертизе

и жвдкого связующего в струе сжатого ,1. Фрейденберг А. С. и др. Торкретивоздуха, отличающийся тем, Юрование тепловых агрегатов. М., Мёталчто с целью устранения налипания огнеу-лургия, 1971, с. 21-22. порного порошка на стенки сопла и пред-2. Авторское свидетельство СССР

отвращения его закупоривания, в сопло вМ 26362О, кл. F 27 В 3/14, 1968.

движения огнеупорного порошка под уг5личестве 1О-4О% от общего расхода воз