способ ремонта футеровки тепловых агрегатов жаростойким бетоном

Формула изобретения

Способ ремонта футеровки тепловых агрегатов жаростойким бетоном, включающий подготовку поверхности футеровки с последующим нанесением специальной смеси, отличающийся тем, что перед нанесением мелкозернистой жаростойкой бетонной смеси поверхность футеровки обрабатывают 50-70%-ным раствором ортофосфорной кислоты или кислых фосфатов, затем наносят мелкозернистую жаростойкую бетонную смесь, после затвердевания которой полученный слой пропитывают 50-70%-ным раствором ортофосфорной кислоты или кислых фосфатов с последующей термообработкой при первом пуске и выводе на режим теплового агрегата.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно изготовлению жаростойких бетонов, и может быть использовано для ремонта футеровок тепловых агрегатов.

Известен способ ремонта футеровки нанесением на горячую поверхность огнеупора термитной массы из порошка кремния, марганцевого концентрата, железорудного концентрата и шамота, в которую предварительно вводят хлорид натрия и воду до вязкопластичного состояния /Пат. РФ №2187484, МПК⁷ С 04 В 35/65. Способ горячего ремонта футеровки коксовых печей и термитная масса для горячего ремонта Гамма-2 КС / М.П.Уткин, А.В.Тивин, Ю.В.Белов - №2001106535/03; Заявлено 14.03.2001; Опубл. 20.08.2002/ [1].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относят - сложность и дороговизну ремонта из-за необходимости его применения только при горячем состоянии тепловых агрегатов.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ пропитки бетона полимерами с целью улучшения физико-механических свойств бетонных изделий, таких как прочность, истираемость, морозостойкость, водонепроницаемость. Для этого готовые бетонные или железобетонные изделия подвергают специальной обработке, которая включает сушку изделий, вакуумирование, пропитку специальным составом и полимеризацию / Технология бетона / Ю.М.Баженов. - Москва: АСВ, 2002. - 500 с./ [2], принят за прототип. К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится:

1) сложность технологического процесса;

2) зависимость окончательного свойства материала от свойств обрабатываемого бетона.

Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационных свойств получаемого покрытия, упрощение технологического процесса и снижение стоимости ремонта футеровки.

Технический результат достигается тем, что в известном способе ремонта футеровки тепловых агрегатов жаростойким бетоном, включающем подготовку поверхности футеровки с последующим нанесением специального состава, особенность заключается в том, что перед нанесением последней поверхность футеровки обрабатывают 50-70% раствором ортофосфорной кислоты или кислых фосфатов, затем наносят мелкозернистую жаростойкую бетонную смесь, после затвердевания которой полученный слой пропитывают 50-70% раствором ортофосфорной кислоты или кислых фосфатов с последующей термообработкой при первом пуске и выводе на режим теплового агрегата.

При сушке и термообработке происходит взаимодействие фосфатных растворов с составляющими оксидами и минералами затвердевшего жаростойкого бетона с образованием стабильных тугоплавких фосфатов металлов. В основе научного подхода к применению жидких фосфатов при ремонте футеровок лежит их химическая активность к взаимодействию со многими неорганическими соединениями (оксиды, силикаты, алюминаты и т.д.). Фосфаты по условию образования представляют собой неорганические полимеры. Основным структурным элементом фосфатов служит группа РО₄ ^3-, которая на поверхности имеет один атом кислорода, соединенный двойной связью с центральным атомом фосфора. Такое строение придает поверхности жаростойких бетонов на фосфатной связке несмачиваемость различными расплавами. Поэтому ортофосфорную кислоту и связки на ее основе предпочтительно применять в качестве раствора для образования прослойки между старой кирпичной и новой бетонными футеровками.

Пример:

Из предлагаемых составов мелкозернистых плотных шамотных бетонов были приготовлены опытные образцы на двух типах вяжущих: I серия - на портландцементе для ремонта футеровки подготовительного барабана вращающейся керамзитообжигательной печи; II серия - на жидком стекле для ремонта футеровки обжигового барабана печи. Составы и эксплуатационные характеристики разработанных бетонов для ремонта футеровок приведены в таблице. Следует отметить, что легкий жаростойкий бетон на портландцементе эксплуатируется при максимальных температурах 700-800°С, а тяжелый бетон на жидком стекле при температурах 800-1200°С, а по заявляемому способу температуру эксплуатации защитного покрытия можно довести до 1700°С.

Физико-термические характеристики жаростойких бетонов
№ п/п	Составы бетонов, кг/м3		Средняя плотность, кг/м3 в сухом состоянии	Предел прочности при сжатии, МПа
				После обжига при рабочей температуре	После пропитки Н3 РО4 и обжига
I	Портландцемент,		1220
	ПЦ-400-Д-20	-150		5,65	9,1
	Керамзитовая пыль,			(лаб. печь)	(лаб. печь)
	фр. 0,14-1,25	-150		5,5	8,8
	Шамотный щебень,			(пром. печь)	(пром. печь)
	фр. 5-10	-150
	Вода	-250
II	Отработанный алюмохромистый		2060	26,5	42,6
	катализатор, ИМ-2201	-300
	Глиноземистый цемент	-100
	Шамотный щебень,
	фр. 5-10	-650
	Шамотный песок,
	фр. 0,14-5	-750
	Жидкое стекло,
	(плотн. 1,36 г/см 3)	-350

Поверхностная пропитка жаростойких бетонов ортофосфорной кислотой позволила повысить их эксплуатационную прочность в 1,6 раза. Кроме того, предлагаемый способ по сравнению с прототипом имеет и другие преимущества:

- заявляемый способ позволяет ремонтировать футеровки при нормальной температуре, что делает его наиболее эффективным и безопасным с точки зрения технологии производства;

- может быть использовано для ремонта футеровок тепловых агрегатов в условиях температур до 1700°С;

- применяемые сырьевые материалы в ремонтных массах являются недефицитными и многие взяты из промышленных отходов, поэтому предлагаемый способ является недорогим среди известных способов;

- данный способ является универсальным, так как позволяет производить ремонт футеровок как из штучных огнеупоров, так и из монолитного бетона и бетонных элементов.

Источники информации

1. Пат. РФ №2187484, МПК⁷ С 04 В 35/65. Способ горячего ремонта футеровки коксовых печей и термитная масса для горячего ремонта Гамма-2 КС / М.П.Уткин, А.В.Тивин, Ю.В.Белов - №2001106535/03; Заявлено 14.03.2001; Опубл. 20.08.2002.

2. Технология бетона / Ю.М.Баженов. - Москва.: АСВ, 2002. - 500 с.