Способ устройства футеровки из жаростойкого бетона (варианты)

(51) 27 15/06 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ приготовление жаростойкой бетонной смеси,укладке ее между металлическими кожухом печи опалубкой и сушке, отличающийся тем, что 1) выполняют оклейку корпуса печи слоями теплоизоляции, устанавливают опалубку, в которую монтируют арматурные сетки, уложенную в эту конструкцию жаростойкую бетонную смесь уплотняют вибратором, сушку осуществляют при температуре наружного воздуха не менее 15 С до достижения разопалубочной прочности в 15-17 Мпа, проектную прочность бетона достигают в процессе подготовки к пуску печи, включающий в себя сушку и прогрев теплового агрегата, 2) к корпусу печи крепят анкерные крепления,выполняют оклейку корпуса печи слоями теплоизоляции, на анкерные крепления монтируют арматурные сетки, заливают подину печи жаростойким бетоном и при помощи установки для торкретирования осуществляется послойное нанесение бетонной смеси, сушку каждого слоя торкрет-бетона при температуре наружного воздуха не менее 15 С, проектная прочность бетона достигается в процессе подготовки к пуску печи,включающий в себя сушку и прогрев теплового агрегата.(72) Большаков Дмитрий Владимирович Большаков Владимир Власович Немцев Виктор Степанович Гольцев Анатолий Григорьевич(54) СПОСОБ УСТРОЙСТВА ФУТЕРОВКИ ИЗ ЖАРОСТОЙКОГО БЕТОНА (ВАРИАНТЫ)(57) Изобретение относится к способам возведения футеровки теплотехнических агрегатов, в частности печей кипящего слоя из монолитного жаростойкого бетона и может быть использовано в химической,металлургической промышленности и в промышленности строительных материалов. Технический результат заключается в гашении растягивающих усилий, вызванных и термическим расширением бетона, в улучшении физикохимических и теплофизических свойств монолитной футеровки, ее долговечности. Технический результат достигается тем, что предложен способ устройства футеровки из жаростойкого бетона (2 варианта), включающий Изобретение относится к способам возведения футеровки теплотехнических агрегатов, в частности печей кипящего слоя из монолитного жаростойкого бетона и может быть использовано в химической,металлургической промышленности и в промышленности строительных материалов. Известен способ огнеупорной футеровки печей кипящего слоя штучными материалами, который является традиционным и наиболее распространн,включающий футеровку рабочей камеры печи слоем из шамотного огнеупора, и оклейку корпуса печи листовым асбестом толщиной 5 мм, в нижней части камеры толщина футеровки 3 кирпича, а в верхней 0,5 кирпича, выполнение подины печи из жаростойкого бетона на жидком стекле или портландцементе до образования плиты толщиной 200 300 мм с отверстиями для газораспределительных сопел, футеровку свода печи, загрузочной камеры с арочным сводом и камера выгрузки, примыкающей к стенке печи,также шамотным огнеупором (Акселедор Л.М. и др. Под ред. Кащеева И.Д., Гришенкова Е.Е. - М. Интермет Инжиниринг, 2002, с.326-328). Недостатками известного способа являются структура плотности мастики меньше плотности кирпича, что приводит к выдуванию мастики из швов кладки неправильная последовательность производства работ -это проявляется в том, что сначала должны вестись работы по футеровке подины печи жаростойким бетоном, а потом уже футероваться стенки шахты печи, в натуре делают вс наоборот, что приводит к появлению между футеровками стенок печи и подины вертикального технологического шва, в процессе прогрева печи,при больших температурах, бетон может дать усадку, что приведет к образованию трещины и расплавлению стального листа основания подины печи недостаточный размер температурноусадочного шва между стальным корпусом печи и футеровкой, что приводит к деформации стального корпуса печи. Известен способ устройства футеровки из жаростойкого бетона,заключающийся в приготовлении жаростойкой бетонной смеси,укладке ее между металлическими обшивками кожуха теплового агрегата и сушке, причем сушку осуществляют по следующему режиму подъем температуры от 18-20 С до 100 С 15-16 ч,изотермическая выдержка 50-56 ч, подъем температуры от 100 С до 170-180 С 10-11 ч,изотермическая выдержка 120-125 ч. ( Патент 2276764, заявка 2004119527/03 от 29.06.2004,опубликовано 20.05.2006 года). Недостатками способа устройства футеровки является невозможность устройства температурноусадочного шва между стальным корпусом печи и футеровкой, для восприятия растягивающих усилий вызванных термическим расширением бетона. Наиболее близким к предлагаемому является способ устройства футеровки,включающий приготовление литой формовочной массы, укладку е между кожухом печи и опалубкой, выдержку и сушку, нарезку на поверхности футеровки 2 температурных швов глубиной 10 мм на расстоянии 300 - 400 мм друг от друга по всему контуру(В.Н.Соков,Е.А Рамазанов Монолитные теплоизоляционные футеровки, М. 1999, с.109112). Недостатками этого способа футеровки является то, что не устраивается температурно-усадочный шов между стальным корпусом печи и футеровкой,отсутствует армирование в сечении бетона для восприятия растягивающих усилий вызванных внешней нагрузкой и термическим расширением бетона, осуществляемая механическим способом нарезка на поверхности футеровки, температурных швов, может привести к нарушению целостности структуры бетона и привести к его деструкции, что в свою очередь может привести к образованию поверхностных микротрещин. Задача изобретения - создание способа устройства футеровки, позволяющего улучшить физико-химические и теплофизические свойства монолитной футеровки, повысить ее долговечность. Технический результат заключается в гашении растягивающих усилий, вызванных и термическим расширением бетона, в улучшении физикохимических и теплофизических свойств монолитной футеровки, ее долговечности. Технический результат достигается тем, что предложен способ устройства футеровки из жаростойкого бетона (2 варианта), включающий приготовление жаростойкой бетонной смеси,укладке ее между металлическими кожухом печи опалубкой и сушке, отличающийся тем, что 1) выполняют оклейку корпуса печи слоями теплоизоляции, устанавливают опалубку, в которую монтируют арматурные сетки, уложенную в эту конструкцию жаростойкую бетонную смесь уплотняют вибратором, сушку осуществляют при температуре наружного воздуха не менее 15 С до достижения разопалубочной прочности в 15-17 Мпа, проектную прочность бетона достигают в процессе подготовки к пуску печи, включающий в себя сушку и прогрев теплового агрегата, 2) к корпусу печи крепят анкерные крепления,выполняют оклейку корпуса печи слоями теплоизоляции, на анкерные крепления монтируют арматурные сетки, заливают подину печи жаростойким бетоном и при помощи установки для торкретирования осуществляется послойное нанесение бетонной смеси, сушку каждого слоя торкрет-бетона осуществляют при температуре наружного воздуха не менее 15 С, проектная прочность бетона достигается в процессе подготовки к пуску печи, включающий в себя сушку и прогрев теплового агрегата. На фиг.1 изображена конструктивная схема устройства футеровки печи на фиг.2 - разрез А - А на фиг.1. Способ осуществляется следующим образом 1 вариант выполняют оклейку корпуса печи 1 двумя слоями теплоизоляции 2 (картон асбестовый),после этого заливают подину печи жаростойким бетоном 3, перед заливкой подины печи жаростойким бетоном отверстия сопел предварительно закрывают деревянными пробками,затем устанавливают конструкцию опалубки(переставной или скользящей), в которую монтируют арматурные сетки 4 и производят укладку бетонной смеси 3 с последующим е уплотнением вибратором, в дальнейшем, повторяя данный цикл последовательности работ, производят футеровку стенок печи, после того как футеровку стенок шахты печи вывели на верхнюю отметку,производят футеровку свода печи, устанавливают кружала свода с последующим монтажом арматурных сеток 4, после чего подают бетонную смесь 3 с последующим е уплотнением вибратором, сушку осуществляют при температуре наружного воздуха не менее 15 С до достижения разопалубочной прочности в 15-17 Мпа,проектную прочность бетона достигают в процессе подготовки к пуску печи, включающий в себя сушку и прогрев теплового агрегата, 2 вариант вначале к стальному корпусу печи крепят анкерные крепления также как и при первом варианте выполняют оклейку корпуса печи 1 двумя слоями теплоизоляции 2, и заливают подину печи жаростойким бетоном 3, приваривают к анкерным креплениям арматурные сетки 4 и затем при помощи установки для торкретирования производят послойное нанесение жаростойкого торкрет-бетона на стенки и свод печи до проектной толщина футеровки, сушку каждого слоя торкрет-бетона осуществляют при температуре наружного воздуха не менее 15 С, проектная прочность бетона достигается в процессе подготовки к пуску печи,включающий в себя сушку и прогрев теплового агрегата. Пример (по прототипу) Готовый жаростойкий бетон влажностью 190 укладывали между перфорированной металлической опалубкой и кожухом печи. Металлические щиты для опалубки выполняли из листа толщиной 4 мм, через 500 мм вертикально и горизонтально к листу были приварены уголки 45, которые выполняли роль ребер жесткости. Опалубка имела перфорацию по всей площади с шагом 40 мм и диаметром отверстий 2 мм. Металлические щиты в печи устанавливали по контуру жарового пространства печи и крепили болтовыми соединениями, расстояние между кожухом печи и опалубкой составляло 170 мм,термообработку производили при температуре в интервале 180 - 200 С с помощью навесных нагревателей в течение 5 часов до достижения средней влажности массы в пределах 70 - 80. После термообработки опалубку удаляли и на поверхности футеровки нарезали температурные швы глубиной 10 мм на расстоянии 300 - 400 мм друг от друга по всему контуру. На втором этапе тепловую обработку (сушку) производили при тех же температурах в течение 20 часов до остаточной Наименование Средняя плотность, кг/м 3 Прочность на сжатие, МПа влажности 10 на тыльной стороне футеровки. После окончания сушки футеровку подвергали первому нагреву, изотермической выдержке и охлаждению по следующему режиму нагрев до температуры 1100 С в течении 2,5 часов, обжиг при этой же температуре 2 ч. и охлаждение 2,1 часа. Пример по заявляемому способу 1 вариант Вначале выполняли оклейку корпуса печи двумя слоями теплоизоляции (картон асбестовый), общая толщина теплоизоляции составила 20-40 мм. После этого заливали подину печи жаростойким бетоном, перед заливкой подины печи жаростойким бетоном отверстия сопел предварительно закрывали деревянными пробками. Затем устанавливали конструкцию опалубки, в которую укладывали арматурные сетки и производили укладку бетонной смеси и уплотняли е вибратором. В дальнейшем, повторяя данный цикл последовательности работ, производили футеровку стенок печи. После того как футеровка стенок шахты печи была выведена на верхнюю отметку, производили футеровку свода печи,устанавливали кружала свода с последующим монтажом арматурных сеток, после чего подавали бетонную смесь с последующим е уплотнением вибратором,сушку жаростойкого бетона осуществляли в течении 3 суток при средней температуре окружающего воздуха от 20 С и относительной влажности 70 до достижения прочности не менее 15 МПа, проектную прочность достигали в процессе подготовки печи к пуску,поднимая медленно, со скоростью 10 С/ч температуру до 200 С, выдерживали ее в течении 12 часов, после этого нагревали до 500 С со скоростью 50 С/ч, затем производили быстрый прогрев до рабочей температуры печи. 2 вариант к корпусу печи крепили анкерные крепления, выполняли оклейку корпуса печи слоями теплоизоляции, как по первому варианту, на анкерные крепления монтировали арматурные сетки, заливали подину печи жаростойкой бетонной смесью и набрызгивали послойно жаростойкую бетонную смесь с помощью установки для торкретирования, сушку каждого нанесенного слоя жаростойкого бетона осуществляли в течении 24 часов при средней температуре окружающего воздуха от 20 С и относительной влажности не более 70, проектную прочность достигали в процессе подготовки печи к пуску, начиная разогрев со скоростью 50 С/ч до достижения температуры до 150 С, в течении 6 часов, после этого прогрев вели со скоростью 50 С/ч до рабочей температуры печи 800-950 С. Результаты испытаний футеровок полученных по прототипу и заявляемому способу (2 варианта),характеризующих заявляемый способ и прототип отражены в таблице по заявляемому способу 1 вариант 2 вариант 2000 2100 20 25 3 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ устройства футеровки из жаростойкого бетона, включающий приготовление жаростойкой бетонной смеси, укладку ее между металлическими кожухом печи и опалубкой, сушку,отличающийся тем, что выполняют оклейку корпуса печи слоями теплоизоляции, устанавливают опалубку, в которую монтируют арматурные сетки,уложенную в эту конструкцию жаростойкую бетонную смесь уплотняют вибратором, сушку осуществляют при температуре наружного воздуха не менее 15 С до достижения разопалубочной прочности в 15-17 Мпа, проектную прочность бетона достигают в процессе подготовки к пуску печи, включающий в себя сушку и прогрев теплового агрегата. 2. Способ устройства футеровки из жаростойкого бетона, включающий приготовление жаростойкой бетонной смеси,сушку,отличающийся тем, что к корпусу печи крепят анкерные крепления, выполняют оклейку корпуса печи слоями теплоизоляции, на анкерные крепления монтируют арматурные сетки, заливают подину печи жаростойким бетоном и при помощи установки для торкретирования осуществляют послойное нанесение бетонной смеси, сушку каждого слоя торкрет-бетона при температуре наружного воздуха не менее 15 С.