Последние новости
   Главная arrow Статьи arrow II МЕЖДУНАРОДНЫЙ КОНГРЕСС Пече-трубостроение arrow Практическое применение керамобетонов ЗАО "СОЮЗТЕПЛОСТРОЙ"
Ознакомиться
 

Декабрь 2016:  Выполнены работы по замене футеровки нагревательной камеры печи и 2-х подов термических печей...

Замена футеровки нагревательной камеры печи

 

Ноябрь 2016:  Строительно-монтажный участок компании приступил к мобилизации Объекта и обустройству бытового городка на Объекте "Строительство испытательного стенда"...

Мобилизация Объекта "Строительство испытательного стенда"

 

Сентябрь 2016: Выполнены и сданы под сушку работы по футеровке реакторов и регенераторов установки производства изобутилена ...

Торкретирование промышленных аппаратов
 

Июль 2016:  Выполнены работы по усилению несущих металлоконструкций административно-бытового корпуса на Объекте в МО... ...

Изготовление и монтаж несущих металлоконструкций административно-бытового корпуса
 

Июнь 2016: Выполнены работы по ремонту футеровки КУ Г-420...

Ремонт футеровки КУ Г-420

 

Май 2016:  Специалисты нашего СМУ приступили к активной фазе работ по футеровке аппаратов новой установки дегидрирования изобутана (фотоотчет)...

Строительство новой установки дегидрирования изобутана

Подробнее...
 

Апрель 2016:  Выполнены работы по остановочным ремонтам футеровки тепловых агрегатов...

Остановочный ремонт футеровки печи плавки алюминия

 

Подробнее...
 

Март 2016:  Выполнен ремонт футеровки мусоросжигательного котла ...

Ремонт футеровки мусоросжигательного котла

 

Февраль 2016:  Капитальный ремонт (полная замена) футеровки двух 12-ти тонных миксеров выдержки алюминиевых сплавов...

Капитальный ремонт футеровки миксеров выдержки алюминиевых сплавов

 

Январь 2016:  Начаты работы по укрупнительной сборке и монтажу дымовой трубы Н=40м с внутренней термокислотоупорной футеровкой ...

Проектирование и строительство металлической дымовой трубы с внутренней футеровкой

 

Декабрь 2015:  Ремонт кирпичной дымовой трубы Н=59м с установкой внутреннего газоотводящего ствола...

Ремонт кирпичной дымовой трубы Н=59м с установкой внутреннего газоотводящего ствола

Подробнее...
 

Ноябрь 2015:  Ремонт сборной ж/б дымовой трубы Н=60м от стекловаренной печи с демонтажем/монтажом элементов...

Ремонт сборной железобетонной дымовой трубы Н=60м   

Подробнее...
 
Ознакомиться
Подробнее...
 
Практическое применение керамобетонов ЗАО "СОЮЗТЕПЛОСТРОЙ"

А.С. Горшков, генеральный директор

ЗАО "Союзтеплострой"

  С.М. Мальцев, главный технолог 

ИЮНЬ 2006

   Отличительной особенностью развития производства и применения огнеупорных материалов в последнее время является сокращение общего объема их выпуска при улучшении качества (прежде всего качества новых огнеупорных бетонов). Так, производство огнеупоров за рубежом,  при примерно постоянном объеме производства стали, неуклонно сокращается. При этом относительное уменьшение производства формованных огнеупоров существенно выше, почти в 2 раза, чем неформованных, что обусловило рост доли неформованных огнеупоров в общем балансе до 60%.

   К классу неформованных огнеупоров относятся огнеупорные бетонные массы и смеси, огнеупорные заправочные порошки, пластичные набивные массы, огнеупорные материалы для покрытий, огнеупорные мертели, огнеупорные теплоизоляционные материалы, огнеупорные заполнители.Особое место в классе неформованных огнеупоров занимают огнеупорные бетоны. При этом все реже применяют традиционные, существенным недостатком которых из-за применения вяжущих на основе жидкого стекла, фосфатов, глиноземистого и высокоглиноземистого цементов являются пониженные механические и термомеханические свойства. В указанных бетонах вяжущая часть их структуры – слабое звено, а «носителем» огнеупорных свойств  служит огнеупорный заполнитель.

   В последнее время наметилось два новых направления в разработке и применении огнеупорных бетонов.

   Первое – снижение содержания цемента, что достигается разработкой комплексных типов связующих, у которых основная часть цемента заменяется ультрадисперсными порошками или коллоидной связкой. Эти бетоны получили название низкоцементных и сверхнизкоцементных. Технология очень дорогостоящая, т.к. получение связующих  связано со сложными технологическими переделами. Существенным дефектом является необходимость послойной укладки бетонной смеси, т.к. необходимо порционное замешивание  из-за быстроты схватывания.

   Второе направление – технология керамобетонов, которая является одним из приоритетных направлений в производстве огнеупорных материалов для ЗАО  «Союзтеплострой». Данная технология разработана  в России академиком РИА, д.т.н.  Пивинским Ю.Е. в начале 70-х годов прошлого века в качестве альтернативного и более дешевого неформованного огнеупора. Основной принцип – это получение высококонцентрированной керамической вяжущей суспензии (ВКВС), с которой смешивают заполнитель и получают литьевые массы. По этой технологии получают высокоэффективные огнеупорные бетоны без введения «инородных» (типа цементов) компонентов. После сушки получают безусадочный керамобетонный футеровочный материал, который в процессе работы теплового агрегата приобретает свойства,  превосходящие по своим физическим и химическим характеристикам обычные стандартные огнеупоры.  Первое применение керамобетон (тогда кварцевая керамика) нашел в изготовлении обтекателей ракет  С-300 [1].

   Предполагается, что ближайшим аналогом керамобетонов (в особенности на основе различных видов кремнезема), являются существующие в природе и продолжающие формироваться в естественных условиях цементированные породы – кварцевые песчаники, кварциты, слоистые силикаты, т.е. по своему кристаллохимическому строению являются неорганическими полимерами. Также было известно, что золи некоторых оксидов обладают вяжущими свойствами, и этот принцип использовался и используется в изготовлении огнеупорных изделий.

   Полученные по специальной технологии ВКВС представляют собой минеральные водные системы, изготовленные преимущественно мокрым измельчением природных тощих или техногенных (прошедших стадию термообработки) кремнеземистых, алюмосиликатных или других материалов при условии высокой концентрации твердой фазы, повышенной температуры и предельного разжижения. Эти условия, с одной стороны, способствуют наработке в системе определенного количества частиц коллоидной фракции (золь, получаемый диспергированием), а с другой стороны, обеспечивают механохимическую активацию частиц основной твердой фазы. Таким образом, вяжущие свойства ВКВС проявляются, прежде всего, потому, что их дисперсионной средой являются золи, которые образуются  непосредственно в процессе получения суспензии вследствие взаимодействия фаз. При этом в систему, как правило, вводятся разжижающие добавки и катализаторы растворения.

   При длительном хранении ВКВС происходит укрупнение частиц золя, происходит их коагуляция. С целью предотвращения полимеризации полученную ВКВС стабилизируют механическим перемешиванием. Этим достигается повышение агрегативной и седиментационной стойкости суспензии, образование ионных зарядов на частицах, что обеспечивает их взаимное отталкивание, снижает вязкость суспензии при пониженной влажности. Благодаря наличию в ВКВС коллоидного компонента, характеризующегося максимальными реакционной способностью и активностью, проявляются их вяжущие свойства после сушки, достигается низкотемпературное упрочнение, а также тонкокапиллярная структура матрицы керамобетонов. В частности, вяжущие на основе ВКВС кремнезема в процессе нагрева характеризуются непрерывным ростом прочности вследствие поликонденсационной сшивки с переходом силанольной связки в силоксановую: 

                                                                             t 

                                            Si OH  +  HO Si       Si O Si     +  H2O 

   Возможность использования исходного сырья, прошедшего все модификационные изменения при температурной обработке, подбор нужного химического состава,    позволяют получить материал с высокой огнеупорностью, повышенной термостойкостью и химической стойкостью в агрессивных средах (кислых и основных) и расплавах, а также высоким объемопостоянством.Еще раз подчеркнем, очень важно, что керамические вяжущие и керамобетоны характеризуются более тонкокапиллярной структурой, чем низкоцементные и формованные огнеупоры.

   Практика разработки, испытаний и службы ряда материалов на основе ВКВС показывает, что иногда поровая структура огнеупора на его стойкость оказывает большее влияние, чем химический состав. Например, стойкость высококачественного шамотного керамобетона может оказаться выше по сравнению со стойкостью обычного муллитокремнеземистого или муллитового огнеупора, характеризующегося наличием крупных (проницаемых для расплавов) пор.

   В зависимости от условий службы огнеупорного материала, его назначения, путем подбора заполнителя с различными пористостью и фракционностью возможно получить как теплоизоляционный фасонный материал (до 68%), так и высокоплотный огнеупор. На сегодняшний день наработан большой опыт в изготовлении горелочных камней различной модификации, в области блочной футеровки для магниевых электролизеров для работы в расплавах хлоридов  Mg,  Na,  K,  в изготовлении монолитных футеровок из сухих керамобетонных масс.Для технологии керамобетонов изучены методы формования: статическое прессование, набивка (вибротрамбование), центробежное формование, вибролитье.

   В г.Березники Пермской обл.  ЗАО «Союзтеплострой» организовал производство безобжиговых огнеупорных изделий на основе ВКВС (высококонцентрированных керамических вяжущих суспензий).

   Предварительно была проделана работа на опытных участках Соликамского магниевого завода и Березниковского ОАО «АВИСМА – титано-магниевый комбинат» с испытанием материала в промышленных условиях в печах «Кипящего слоя» (горелочные камни, топки),  вращающихся печах,  электролизерах (разделительные стенки) и хлораторах (фурменные узлы, леточные камни). Швы между блоками выполнялись из кладочного раствора на основе ВКВС. В последнее время получены керамобетонные изделия с открытой пористостью 13-15%,  напряжением на сжатие после низкотемпературной обработки (150 °С) –   25 – 35 МПа.  После обжига при  950 °С или выдержки в расплаве происходит резкий набор прочности. Термостойкость (900 °С – вода) составляет не менее 12 циклов.

   Высокая термостойкость объясняется тем, что структура керамобетонных изделий такова, что внутренняя часть играет роль «демпфера» при перепадах температур, так как упрочнение материала идет от периферии к середине. В отличие от обожженного материала, который от теплосмен разупрочняется, керамобетон при высокой начальной прочности только увеличивает ее благодаря амортизационным свойствам середины, которые сглаживают нагрузки.

   На участке КГС (крупногабаритных слитков) ОАО «АВИСМА» в настоящий момент используется материал  PYROLITE, изготовленный на фирме  REX ROTO.  Самая слабая позиция – заслонки на разливочных желобах – выдерживают   1 – 3 плавки. Заслонку изготовили из керамобетона в количестве  3 штук. Все выдержали  38 – 39 плавок.    Химического разрушения у керамобетонных заслонок, в отличие от зарубежных, нет. Изделия сломались по крепежным отверстиям, которые высверливались в материале.

  После изготовления отверстий в процессе литья – стойкость составила  150 – 160 плавок.Испытывались образцы керамобетона муллитосодержащего состава в электролите ОАО «КрАЗ» с добавкой гранул алюминия. Образцы показали хорошую стойкость. Криолитоустойчивость данного бетона можно сопоставить с  криолитоустойчивостью плотного кирпича BorAlubar и плотного химстойкого бетона с диабазом, с той лишь разницей что данный бетон пропитывается и не растворяется, а кирпич и бетон с диабазом растворяются и не пропитываются. Надо  учесть  то, что испытываемые образцы имели открытую пористость 20%.

  В качестве примера можно также указать, что применение виброналивных керамобетонных масс ОАО «ДИНУР» при изготовлении футеровки желоба на 6-й  домне на Нижнетагильском металлургическом комбинате позволило  достичь показателя  1,5 млн.т разливки чугуна без капитального ремонта. Следует отметить, что аналогичные массы фирмы «Плибрико», которые раньше производились на «ДИНУРе», позволяли   достигать только 600-700 тыс.т, и это считается очень хорошим  показателем [2].

   Из всего изложенного очевидно, что ВКВС и керамобетоны являются  «прорывом» в технологии огнеупоров  XXI века.  

1.Пивинский Ю.Е. ВКВС и керамобетоны. Основные этапы развития.//Новые огнеупоры. 2003г., №2, с.28-39.

2.Гришпун Е.М., Пивинский Ю.Е.  ВКВС и керамобетоны – прорыв в технологии огнеупоров ХХI века.//Новые огнеупоры. 2002г., №2, с.28-33. 

 
 
 

ЗАО «Союзтеплострой Инжиниринг» © 2006 - 2014  
тел. +7 (495) 465-18-81  
e-mail: marketing@zaosts.ru