5 ошибок выбора и применения материалов для футеровки металлургических печей

На отдельные участки футеровки печи оказывается различное воздействие. Это может быть температурное, механическое, химическое влияние в зависимости от участка, а также их комбинация. И это необходимо учитывать при подборе огнеупоров.
Мы нашли 5 серьёзных ошибок, которые допускают производственники при попытках самостоятельно выбрать и использовать футеровочные материалы для облицовки своего металлургического оборудования.

1. Не учитывается место, для которого используется материал

На футеровку печи воздействует масса агрессивных факторов: раскалённый металл, шлаки, резкое охлаждение. Степень и характер этого воздействия различны в зависимости от участка внутри печи.

Подина

Дно печи постоянно контактирует с расплавленным металлом. Но в то же время – подвержено резким перепадам температуры: когда происходит загрузка холодного металлолома и выпуск раскалённого расплава.

Кроме того, шихта, загружаемая в печь, часто ударяется о подину, что может привести к повреждению огнеупора.

К тому же материал подины может вымываться, если при тонком слое металла горение дуги в электродуговой печи продолжается.

Таким образом, чтобы не ошибаться с выбором материалов, вместе со способностью футеровки подины выдерживать высокие температуры и их перепады, необходимо учитывать способность противостоять механическим и тепловым воздействиям.

Стены

Температура расплавленного металла на некоторых участках стен может превышать огнеупорность материалов футеровки. Но при этом, когда свод печи открывается, в рабочее пространство и на стены печи резко попадает «холодный», по сравнению с температурой внутри, воздух.

Всё это необходимо учитывать при выборе материалов для футеровки стен, которые помимо устойчивости к высоким температурам и их перепадам должны хорошо отводить тепло и по возможности минимально изменять свои размеры при нагреве.

Свод

Свод печи изнашивается наиболее быстро. Нередки подплавления огнеупора в центре свода, т.к. температура здесь может превышать огнеупорность футеровки.

Однако при открывании печи свод быстро остывает, что вызывает термические напряжения в футеровке, а значит, появление трещин и сколов.

Кроме того, на свод действует химически активная пыль от раскалённых газов.

Чтобы избежать таких проблем, необходимо учитывать, что вместе с высокой огнеупорностью футеровки свода важны термическая и химическая стойкость относительно металлургической пыли, а также большое тепловое и электрическое сопротивление материала для исключения случайного образования электрических дуг.

2. Подбор футеровочных материалов без учёта всего комплекса свойств

Футеровочные материалы характеризуются целым спектром свойств:

- огнеупорностью – способностью материала противостоять температуре, не теряя своих свойств

- термической стойкостью – способностью, не разрушаясь, выдерживать резкие смены температур

- температурой начала размягчения под нагрузкой – то есть уровнем, когда в материале не происходят деформационные разрушения не только под воздействием температуры, но и при механическом воздействии

Кроме того, огнеупоры должны обладать определённой механической прочностью и в холодном состоянии, менять размер и объём при нагревании в определённых пределах, противостоять химическому воздействию шлака различной кислотности.

Чтобы правильно выбрать огнеупорный материал, нужно учесть не одно какое-то свойство, а работу футеровки в комплексе. Например, температура плавления важна для работы огнеупора, но нужно учитывать и температуру деформации. Потому что, если пойдёт изменение размеров внутреннего пространства печи, агрегат придётся останавливать на ремонт.

3. Некачественная подготовка предыдущего слоя футеровки при нанесении последующего

При некоторых технологиях футеровка производится в несколько слоёв. Необходимо, чтобы предыдущий слой был тщательно подготовлен в соответствии с техническими условиями:

- очищен от пыли и грязи
- высушен при определённых температурах
- зачищен
- выдержан

При необходимости промежуточный слой футеровки необходимо укрывать мешковиной от высыхания.

4. Нарушение технологии укладки кирпичной футеровки

В частности, несоблюдение зазоров между кирпичами приводит к растрескиванию футеровки. Под воздействием температуры кирпичная кладка прогревается и расширяется неравномерно. В результате возникают деформации и напряжения в толще футеровки. В результате могут разрушиться как отдельные кирпичи, так и выпасть целые куски футеровки.

Чтобы не допустить этого, необходимо предусмотреть в футеровке зазоры достаточного размера.

5. Недостаточная плотность тромбования набивных масс

Такими материалами заполняют зазоры между футеровкой и кожухом печи, или холодильником, или набивают подины. Также с их помощью формируют сложную монолитную конструкцию внутреннего огнеупорного слоя печи вместо того, чтобы выстраивать её кирпичной кладкой.

Набивные массы представляют собой смеси минерального порошка и связующего – химического или органического происхождения. Уплотнение происходит ручными или пневматическими трамбовками.

При использовании таких масс очень важно обеспечить оптимальное по силе уплотнение, иначе они не будут служить долго и печь придётся ремонтировать до истечения гарантийного срока. Контролировать набивку необходимо следующим способом: ввести стальной стержень в утрамбованный слой массы на глубину не более 5 мм; если это происходит при сильном начатии рукой, плотность трамбования достаточная.

Компания СЛТ осуществляет проведение футеровочных работ для металлургических, машиностроительных, нефтехимических и трубопрокатных производств.

Независимый подбор сырья и большой опыт в технологии футеровки позволяет нам гарантировать качество своих работ: мы проводим бесплатное технологическое обслуживание агрегатов, если футеровка отслаивается или растрескивается раньше срока. Подробнее о наших услугах в области футеровочных работ смотрите здесь.