English Главная
НПО «МЕГАТЕК»

Технология

Материалы

Оборудование

Статьи

Фото и видео

Наши партнеры

Контакты Координаты
Карта сайта Карта сайта
Главная Главная



ТЕХНОЛОГИЯ КЕРАМИЧЕСКОЙ НАПЛАВКИ КАК СПОСОБ ПРОДЛЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ СТЕКЛОВАРЕННЫХ ПЕЧЕЙ

Нина Щепетьева, Д.Т.Н., ДИРЕКТОР ПО НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ ООО «НПО МЕГАТЕК»;
Александр Кёниг, К.Т.Н., ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР ООО «НПО МЕГАТЕК»;
Дмитрий Ходарев, К.Х.Н., НАУЧНЫЙ СОТРУДНИК ООО «НПО МЕГАТЕК»
+7 (495) 550-41-27, megatek@inbox.ru

На сегодняшний день одной из острых проблем, стоящей перед стекловаренной промышленностью России, является сохранность печного фонда. Наряду со старением и естественным износом тепловых агрегатов на многих заводах страны происходит интенсивный преждевременный износ кладки промышленных печей связанный, большей частью, с интенсификацией производства. С момента своей эксплуатации стекловаренные печи, подвергаясь воздействию статических, динамических, термических и, особенно, химических нагрузок, изнашиваются и разрушаются. Возникновение дефектов кладки в процессе эксплуатации печи неизбежно, однако это не скажется существенно на её эксплуатационных характеристиках, если не допускать увеличения размеров дефектов до критических с переходом их в наиболее опасные виды: сквозные трещины, раковины, прогары и провалы. Своевременное выполнение необходимого объёма и применение наиболее рациональных профилактических ремонтов позволяют значительно продлить срок службы промышленных печей до выполнения дорогостоящих капитальных ремонтов, в частности перекладок [1–4]. Из опыта отечественной стекольной промышленности следует отметить, что срок службы хорошо обслуживаемых тепловых агрегатов может составлять до 9 лет (например, на известном стекольном предприятии «Сен-Гобен Кавминстекло»).

Наиболее экономичным способом продления срока службы тепловых агрегатов является технология керамической наплавки.

«Научно-производственное объединение МЕГАТЕК» — предприятие, осуществляющее разработку и внедрение в производство материалов и оборудования для ремонта футеровок высокотемпературных промышленных агрегатов методом керамической сварки. Предприятие располагает штатом научных и инженерно-технических работников, что позволяет непрерывно совершенствовать технологию для керамической наплавки, а также разрабатывать керамические материалы и оборудование последнего поколения. В подразделении предприятия ООО «НПО МЕГАТЕК» находятся производственный отдел, осуществляющий изготовление керамических материалов; конструкторский и механический отделы, специализирующиеся на разработке и производстве машин для керамической наплавки «МаКС» и другого вспомогательного оборудования. В научном отделе предприятия проводятся исследовательские работы по получению новых и оптимизации составов существующих керамических смесей. Компания обладает современной лабораторией, где проводятся научные исследования и контроль качества выпускаемой продукции на всех стадиях производства.

Идея технологии состоит в том, что ремонтируемый огнеупор и нанесённый в процессе ремонта наплавленный керамический слой имеют идентичные физико-химические характеристики (см. табл. 1) Это обеспечивает образование между ними прочной кристаллической связи, которая и является причиной долголетней стойкости отремонтированного участка печи. Поэтому в данном случае справедливо говорить не о ремонте, а о восстановлении или реставрации (см. рис. 2).

Таблица 1. Физико-химические свойства наплавленного керамического слоя и динасового огнеупора

 Свойства

 Наплавленная керамическая масса «МЕГА-С»

 Динасовый огнеупор

   Механические и тепловые характеристики

 Кажущаяся плотность, г/см3

 1,84

 1,73–1,85

 Фактическая плотность, г/см3

 2,35

 2,33–2,38

 Открытая пористость, %

 19,20

 <22,00

 Теплопроводность при 1000оС, 
 Вт/(м•К)

 1,50

 1,7

 Предел прочности при сжатии
 холодном состоянии, МПа

 20,0

 >20

 Сопротивление размягчению при
 нагреве под давлением, оС

 1650

 >1650

   Химический состав

 w% (SiO2)

 94,5

 >93,0

 w% (Al2O3)

 2,6

 –

 w% (CaO)

 1,8

 –

 w% (MgO)

 0,1

 –

 w% (Fe2O3)

 1,0

 <1,7


Технологическая схема метода керамической наплавки (сварки) такова, что тщательно дозированную сухую смесь огнеупорных материалов и тонких металлических порошков распыляют в среде чистого кислорода, который посредством фурмы (копья) направляют на участок, нуждающийся в ремонте (см. рис. 1). Воспламенение порошка происходит только на горячей поверхности печи. Металлические порошки служат горючим, кислород — окислителем, а огнеупорные материалы — наполнителями. Окисление металлических порошков приводит к образованию в ходе экзотермических реакций огнеупорных оксидов МеnОm:

В ходе реакции температура повышается примерно до 2500°С. Во время реакции развиваются физико-химические процессы различного направления, в результате которых образуются минорные количества стеклообразного кремнезёма, который улучшает адгезию и размещение ремонтного материала в печи. Образующиеся в результате горения оксиды объединяются с заполнителем такого же типа и образуют огнеупорный материал с физико-химическими свойствами, близкими к свойствам кладки печи.

Рис 1. Технологическая схема процесса керамической наплавки

Долголетняя стойкость отремонтированных участков печи достигается при выполнении ряда условий. Во-первых, это качество керамических смесей для горячего ремонта. Технология производства, разработанная в ООО  «НПО МЕГАТЕК», позволяет обеспечивать строго заданные параметры гранулометрического и фазового состава, количественного соотношения каждого из компонентов керамической смеси, а также определённую форму частиц горючих и огнеупорного наполнителя.

Сырьё — ценный исходный материал в процессе изготовления ремонтных масс для керамической наплавки. Рациональное использование применяемого сырья является важным фактором в процессе производства.

Во-вторых, это подготовка восстанавливаемой футеровки к ремонту: тщательная очистка её от шлаков и других загрязнений. Температура футеровки не должна быть ниже, чем 800оС.


Рис 2. Внешний вид шамотной футеровки промышленной печи до (а) и после (b) ремонта методом керамической наплавки

В предприятии ООО «НПО МЕГАТЕК» разработаны керамические массы, пригодные для восстановления футеровки различного физико-химического состава: 
 1.  «МЕГА-С» керамическая масса для ремонта динасовой футеровки стекловаренных печей
 2.  Керамическая масса «МЕГА-ШАМОТ» для ремонта шамотных футеровок промышленных печей.
 3.  Керамическая масса «МЕГА-КВ» с низким коэффициентом теплового расширения для ремонта зон промышленных печей, подверженных глубоким температурным перепадам.
 4.  Керамическая масса для ремонта бакоровых зон стекловаренных печей (проходит испытания).

Помимо керамических масс, ООО «НПО МЕГАТЕК» разработало и серийно производит оборудование для керамической наплавки. Это является логическим продолжением политики, которую проводит предприятие с российскими производителями: комплексный подход к ремонту тепловых промышленных агрегатов: от консультаций и обучения ремонтных бригад (каменщиков, огнеупорщиков), изготовления ремонтных масс до производства всего необходимого оборудования для керамической наплавки и ввода его в эксплуатацию.


Рис 3. Машина для керамической сварки «МаКС»

Установка «МаКС» (см. рис. 3) не имеет сложных приводных устройств и механизмов; позволяет стабильно подавать порошок с требуемой, в каждом конкретном случае, производительностью от 50 до 160 кг/ч и более (см. табл. 2). Машина с успехом используется на таких предприятиях как «Салаватстекло», «Востек», «Керамическая наплавка» («Стеклоинвест»), «Камышинский стеклотарный завод». Основные технические характеристики машины «МаКС» приведены ниже в таблице.

Таблица 2. Технический паспорт установки «МаКС»
 Наименование

 Единица измерения

 Значение

 Объём бака ремонтного материала: полный рабочий

 л

 37–30

 Производительность

 кг/ч

до 160

 Давление газов на входе, не более: 
 МПа (кгс/см2)

 кислород
 азот

 0.60÷0.63
 0.70÷0.80

 Расход газов при давлении  0.6÷0.8 МПа (6÷8 кгс/см2)

 м3/мин

 0.4÷0.7

 Дальность подачи ремонтного материала

 м

 до 20

 Электропитание пульта управления переменным током (с электропневматическим пультом):  
 Напряжение
 Частота

В
Гц

 220
50

 Габариты, В×L×H

мм

 510×780×1000


По требованию заказчика машина комплектуется необходимым оборудованием (пневмомолотки, бойки, копья сборные, копья, охлаждаемые длинной до 6 м., скребки, тележки, барабаны, подставки и др.).

Для проведения ремонтных работ в труднодоступных местах печи, к установке «МаКС» по специальному заказу может прилагаться система видеонаблюдения. Система видеонаблюдения состоит их камеры, которая находится в специально охлаждаемой металлической рубашке и монитора. По желанию заказчика, система видеонаблюдения может монтироваться с устройствами, позволяющими осуществлять видеозапись ремонтных работ в аналоговом или цифровом виде.

В настоящее время керамическая сварка является широко используемым способом ремонта. Практически все промышленные печи можно ремонтировать с помощью этого метода. Интерес, проявленный к нему, привёл к созданию материалов и оборудования, пригодных для ремонта огнеупорной кладки различного физико-химического состава.

Литература
1. Щепетьева Н.П., Кёниг А.А., Гришкин В.П., Ходарев Д.В. Новые возможности керамической сварки при горячих ремонтах стекловаренных печей // Стекло мира. 2006. № 4. С. 63–65.
2. Стрелов К.К., Мамыкин П.С. Технология огнеупоров — М.: Металлургия, 1978. — 376 стр.
3. Щепетьева Н.П., Кёниг А.А., Гришкин В.П., Ходарев Д.В., Кривошеин В.Т. Новые возможности керамической сварки при горячих ремонтах огнеупорной кладки высокотемпературных промышленных агрегатов //  Чёрная металлургия. 2006. № 6. С. 23–26.
4. Щепетьева Н.П., Кёниг А.А., Гришкин В.П., Ходарев Д.В., Кривошеин В.Т. Керамическая сварка — современная технология горячего ремонта футеровок высокотемпературных промышленных агрегатов // Кокс и химия. 2006. № 9. С. 42–46.




© ООО «НПО МЕГАТЕК»


Телефон/Факс: +7(495) 550-4127, 550-5648, 550-2455
E-mail: info@npomegatek.ru, megatek@inbox.ru