CC BY
35
Вершинин Н.Н., Селиванов Е.П., Трусов В.А. УВЕЛИЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ И СТОЙКОСТИ ЛЁТОЧНЫХ КИРПИЧЕЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ГАЗОВЫХ ВАННЫХ ПЕЧАХ ОТРАЖАТЕЛЬНОГО ТИПА
Изготавливаемый на огнеупорных заводах по специальной оснастке лёточный кирпич имеет обычно квадратную или прямо- угольную форму с расположенным в центре коническим отверстием (лёткой) для слива из печи расплавленного металла.
Огнеупорные заводы, такие как: Семилукский, Подольский, Боровичский и многие другие изготавливают лёточные кирпичи такого же состава как шамотные кирпичи марок ША-1, например, прямой шамотный кирпич №5 ГОСТ 3 90-96.
Табл.1 Характеристика шамотного лёточного кирпича
Огнеупорность, °С 1610 4 1730
Пористость, % 2 5 4 3 0
Термостойкость, (теплосмен.) 1 СЛ 4 5 о
Теплопроводимость, Вт/м °С 0,84 4 0,0058
Плотность, г/см3 1,9 4 1,95
Лёточный кирпич зафутеровывается в нижней части лёточной стены 1 (рис. 1) газовой ванной печи отражательного типа, как, впрочем, и во многих других типах печей.Обычно при неоднократном сливе расплавленного металла из ванной печи отражательного типа диаметр лёточного отверстия в лёточном кирпиче увеличивается, что, в конце концов, приводит к трещинам, выбоинам, разрушению. Часто трещины, выбоины в лёточном кирпиче образуются, когда переплав -ляются, например, в печах авиационные алюминиевые лома, трубы оросительных систем и т.д., в результате плавки образуются сплавы с низкой жидко-текучестью и для того, чтобы слить наплавленный в печи металл нужно прожигать лётку. Иногда перед сливом жидкого металла из печи он кристаллизуется в лётке и тонкую плёнку закристаллизовав -шегося сплава заливщикам приходится вручную с помощью кувалдоч -ки и ломика пробивать, что также приводит к трещинам, выбоинам, разрушению лёточного кирпича.
Следует отметить, что стойкость заводского лёточного кирпича недостаточно высокая и в случае появления больших трещин, выбоин и частичного разрушения имеется достаточно высокая вероятность получения ожогов, травмирования обслуживающего персонала. Для того, чтобы заменить лёточный кирпич нужно остановить печь, остудить футеровку 3 (в зависимости от ёмкости печи время охлажде- ния составляет 2
4 4 суток), разобрать частично две стены печи и почти полностью лёточную стену 1, заменить старый
лёточный кирпич на новый, зафутеровать стены вновь, прокалить печь и возобновить плавку. Описанные выше работы очень трудоёмки и требуют (в зави- симости от ёмкости печи) 6 4 10 суток. По практическим данным предприятия ООО «Эком» г. Пензы эксплуатирующим 3-х тонные газо- вые ванные печи отражательного типа, каждая печь в сутки выплавляет 18-20 тонн алюминиевого марочного сплава. Из приведенного выше видно, какие значительные убытки терпят предприятия из-за низкой стойкости лёточных кирпичей, невозможности в случае износа быстрой их замены.
Авторы предлагают использовать лёточный кирпич новой конструкции, более стойкий (по практическим данным стойкость выше в 1,3 4 1,4 раза), чем у шамотных лёточных кирпичей. Предлагаемый леточный кирпич 4 изготавливается из блока ШСУ 33-11 ГОСТ 7151-74, который имеет размеры 500х400х300 мм и характеристики, приведенные в табл. 2.
Табл. 2 Характеристика блоков ШСУ 33-11 ГОСТ 7151-74 с изм. 1-3
Огнеупорность, °С 1740 4 1780
Пористость, % не более 22%
Термостойкость, (теплосмен.) 50 4 85
Предел прочности при сжатии, Н/мм2 не менее 30
Массовая доля: А12О3, % Рв2Оз, % не менее 50 не более 1,5
Плотность, г/см3 2,142,2
Распиливаем его по большей стороне на три равные части, полу- чаем три лёточных кирпича 4 с размерами 166х400х300 мм. Далее «болгаркой» в торцевой части лёточного кирпича 4 по периметру делаем выборку 5 размером 20х20 мм. По размерам леточного кирпича сваривается из листовой стали толщиной 2 мм короб 6. Лёточный кирпич 4 закладывается в металлический короб 6 и фиксируется в нем рамкой 7, сваренной из уголка 32х32 мм.
Рамка 7 приваривается к коробу 6, а также сваркой крепится к четырем упорам 8. Последние приварены к рамке короба 9, сваренной из уголков 45х45. Система удержания лёточного кирпича 4 в коробе 6 позволяет безопасно освободить лёточный кирпич 4 при его замене в случае износа и образования в нем больших трещин.
А-А
Рисунок 1. Леточный кирпич в разрезе.
Это достигается за счёт использования недорогой огнеупорной ваты, клеевой огнеупорной мастики «TRIUMF», обеспечивающих герметичность и одновременно возможность удаления короба с лёточным кирпичом из ниши лёточной стены 1 с помощью погруз -чика. При футеровке лёточной стены 1 печи выкладывается ниша из шамотных кирпичей с размерами на 10415 мм больше чем размеры металлического короба 6. В верхней части ниша перекрывается шамотной плитой 10.
В нишу лёточной стены 1 ванной печи отражательного типа вставляется короб 6 с зафиксированным лё-точным кирпичом 4. Наружная поверхность короба 6, с находящимся лёточным кирпичом 4, оборачивается недорогим термостойким материалом 11 (огнеупорной ватой производства Апрелевского завода), обеспечивающим малую теплопроводность и возможность выемки короба 6 при ремонте печи или разрушении леточно-го кирпича 4. Оставшийся небольшой зазор между коробом и нишей заполняется огнеупорной ватой.
Существенно отметить, что для герметизации лёточного кирпича 4 и футеровки, его торцевую поверхность Б необходимо смазать слоем в 2 - 4 мм клеевой мастикой «TRIUMF». Вследствие этого утечки жидкого металла между нишей и обернутым ватой коробом 6 не происходит.
Для фиксации короба 6 в нише лёточной стены 1 используются три зажимающих клина 12, которые расположены под углом 120° и входят в пазы кронштейна 13, приваренного к рамке короба 9 и пазы кронштейна 14 приваренного к броне печи. Для удаления изношенного лёточного кирпича 4 вместе с коробом 6 из ниши, к рамке короба 9 приварены два крюка 15. Перед удалением лёточного кирпича 4 с коробом 6 из ниши выбиваются три клина 12, рабочие надевают на два крюка 15 рамки короба 9 трос и погрузчик легко удаляет короб с находящимся в нем лёточным кирпичом 4 из ниши. На место изношен -ного лёточного кирпича 4 в короб 6 ставится двумя рабочими новый запасной лёточный кирпич в коробе. Операция замены старого лёточного кирпича в коробе на новый занимает по времени 15 4 20 минут. Операция по замене старого износившегося леточного кирпича происходит без остановки печи после разливки жидкого металла и чистки ванны от шлака.
Использование быстросменных лёточных кирпичей повышенной стойкости изготовленных из блоков ШСУ 33-11 ГОСТ 7151-7 4 в конструкциях ванных печей отражательного типа для переплава алюминиевых ломов повышает их надежность и дает большой экономический эффект.
Стойкость лёточного кирпича можно ещё увеличить на 10415%, если для его изготовления использовать блоки из тиксотропных бето- нов МКРС -50ТС с габаритами 500х400х300.
ЛИТЕРАТУРА
1. Галдин Н.М. и другие. Цветное литьё. Справочник-М.:«Машиностроение», 1989. - 528 с.
2. Иванов В.Н. Словарь-справочник по литейному производству.М.:«Машиностроение», 1990. - 384 с.
3. Чернов и другие. Сооружение промышленных печей. Справочник.- М.: «Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам», 1960 - 695 с.
