НовостиВыберите раздел

29.09.09

Огнеупоры для регенераторов стекловаренных печей производства Группы Магнезит

Важным конструктивным элементом стекловаренных печей являются регенераторы. Неудовлетворительная работа регенератора может вызвать в процессе эксплуатации печи множество проблем, которые в конечном итоге повлияют на ее технико-экономические показатели процесса.

Таблица 1. Характеристика серийных магнезиальных огнеупоров

Разнообразие конструкций печей и тенденция к увеличению размеров регенераторов, жесткие условия эксплуатации и в то же время увеличение кампаний стекловаренных печей повышают требования к огнеупорным изделиям для их футеровки. Комбинат «Магнезит», входящий в состав Группы, постоянно расширяет ассортимент огнеупорных изделий, рекомендуемых в качестве огнеупоров для регенераторов стекловаренных печей, в том числе фасонных изделий различной конфигурации — насадок Основное назначение регенератора стекловаренной печи состоит в подогреве воздуха идущего на горение, что позволяет уменьшить затраты топлива. Работа регенератора сводится к максимально возможной утилизации тепла дымовых газов, выходящих из варочного пространства печи.

Таблица 2. Характеристика изделий марок ППЛС-97 и ПЦСС-78 

Регенератор представляет собой теплообменник, содержащий насадку из огнеупорных изделий, сложенных таким образом, чтобы получить проходные каналы для циклического прохода воздуха и отходящих дымовых газов. Утилизация тепла через регенераторы происходит дискретно из-за переменного нагрева огнеупоров кладки. Количество термоциклов с перепадом температур от 1250 до 600 °С и обратно доходит до 20000 в год. Чтобы обеспечить требуемую продолжительность службы, насадочные изделия, помимо термоциклирования, должны противостоять воздействию комплекса агрессивных факторов:

• высокой температуре дымовых газов на входе в верхнюю часть регенеративной камеры — от 1450 °С до 1550 °С; 
• воздействию потока дымовых газов, содержащего агрессивные компоненты шихты;
• конденсации сульфатных соединений на огнеупоре, происходящей при температурах 800-1000 °С, 

Значительная высота кладки при длительном воздействии высоких температур приводит к механическим напряжениям и деформации огнеупоров. Неравномерное распределение газовоздушных потоков в регенераторе ускоряет химическое воздействие на огнеупоры, что может вызвать частичное обрушение насадки.

Таблица 3. Физико-химические показатели свойств новых марок периклазовых изделий

На протяжении двух десятков лет накоплен определенный опыт применения огнеупоров основного состава в регенераторах стекловаренных печей. В более жестких условиях работают верхние ряды насадок: максимальная температура и высокая концентрация агрессивных газообразных и пылевидных компонентов в отходящих дымовых газах, из-за чего их традиционно выкладывали из периклазохромитовых огнеупоров марок ПХС и ХП (с содержанием Cr2O3 от 8 до 25%) или периклазовых (с содержанием MgO более 91%). Эти основные огнеупоры, характеристика которых представлена в табл.1, обладают высокой теплоаккумулирующей способностью и тепловым сопротивлением; их суммарный коэффициент теплообмена выше, чем у шамотных и динасовых огнеупоров.

Хромсодержащие огнеупоры для исключения контактного взаимодействия размещают по высоте насадки разделительным слоем (один или два ряда) между изделиями шамотными и основными. Изделия периклазоцирконового состава не подвержены смачиванию сульфатами щелочей и поэтому их прямое назначение — это верхние ряды. Обычно их устанавливают над периклазовыми и они замыкают насадку регенератора. В регенераторах стекловаренных печей с подковообразным направлением пламени при 60 рядах насадки до 80 % приходится на огнеупоры периклазового состава, в печах с поперечным направлением пламени таким огнеупорам отводится до 50%.

Шесть верхних рядов двух пар насадок со стороны загрузки шихты рекомендуется выкладывать периклазовыми изделиями с содержанием MgO более 95-97 %. Применительно к особо сложным условиям эксплуатации разработаны и внедрены в производство новые виды продукции: периклазовые изделия марки ППЛС-97 и периклазоцирконовые марки ПЦСС-78. В разработанных огнеупорах сформирована высокоогнеупорная коррозионностойкая матрица с минимизированным содержанием «примесных» оксидов, препятствующая разрушению изделия в процессе службы. Отличительной особенностью новых видов продукции является повышенная теплопроводность, чем обеспечивается энергосбережение при использовании в футеровке насадок регенераторов.

Высокочистый огнеупор марки ППЛС-97 дополнил ассортимент широко применяемой продукции периклазового состава — изделий марок П-89, П-91 и ППЛУ-95, предлагаемых ранее предприятиям стекольной промышленности.

Огнеупор периклазоцирконового состава марки ПЦСС-78, изготавливается на основе крупнокристаллического плавленого периклаза с массовой долей MgO не менее 97.5% с введением цирконсодержащих и других компонентов определеного зернового и минерального состава. В процессе обжига эти добавки реагируют с периклазом с образованием ZrO2 и форстерита, образующих защитную пленку вокруг зерен периклаза и препятствующих его разрушению под воздействием при высокой температуре выше перечисленных агрессивных компонентов. Сформированная в процессе обжига изделий структура огнеупора обеспечивает термостойкость и высокотемпературную прочность, а также высокую коррозионную устойчивость.

Как видно по физико-техническим показателям свойств, приведеным в табл 2 , новые огнеупоры не уступают зарубежным аналогам.

Рис. 1. Современные насадочные магнезиальные изделия

Ввод (2008г.) в эксплуатацию высокотемпературной шахтной печи фирмы «Maerz» на огнеупорном предприятии Группы с получением плотноспеченного периклазового клинкера позволил выйти на производство периклазовых огнеупоров качественно нового уровня. На основе высококачественного клинкера разработаны и внедряются в производство сравнительно не дорогие огнеупоры с содержанием MgO 93 — 95%. Характеристика новых улучшенных периклазовых огнеупоров приведена в табл.3.

Насадки регенераторов стекловаренных печей, работающие в условиях повышенных механических и термических нагрузок, выкладываются из специальных фасонных изделий «чашечной» формы. Преимуществом таких изделий является их форма и меньшая толщина стенки (порядка 40 мм), которые позволяют улучшить теплообмен и обеспечить экономию топлива на работающей стекловаренной печи до 10% [1]. Плотность насадки из фасонных огнеупоров составляет 850 кг/см3 [2]. Конфигурация рекомендуемых к применению форматов, известных как: TMG, TL и TML, и схема установки фасонных изделий в камере регенератора представлены на рисунке.

Массовое применение фасонных изделий в насадках регенераторов отечественных стекловаренных печей осуществляется с 2004 г. Каждое предприятие по своему приобретенному опыту и потребностями производства идет по пути рационального применения этих огнеупоров в насадках с целью увеличения сроков службы. Аналогичные по составу огнеупоры простой формы [3], обычно обеспечивают стойкость футеровки регенераторов от двух до пяти лет.

Производство фасонных изделий на специализированных прессах освоено с 2003 года. В настоящее время ассортимент фасонных насадочных изделий представляет собой широкий спектр огнеупоров основного состава (с содержанием MgO от 91 до 98%), хромсодержащих и периклазоцирконовых изделий, на основе спеченных и плавленых материалов.

В настоящее время огнеупоры Группы Магнезит находятся в эксплуатации на двух десятках предприятий стекольной отрасли, таких как ОАО «Гомельстекло», «Смердомский стеклозавод», ЗАО «Камышинский стеклотарный завод», «Рузаевский стеклозавод», ОАО «Новосибирский завод «Экран», ОАО «Стекольный завод им. Луначарского» и многих других. Объемы реализации огнеупоров, предназначенных для регенеративных стекловаренных печей, увеличиваются год от года. Положительная динамика роста объемов отгрузки предприятия является подтверждением востребованности и конкурентоспособности нашей продукции.

Библиографический список:

1.Попов О.Н. Производство и применение огнеупоров для кладки стекловаренных печей // Стекло и керамика. 1993. №1. С. 12-14.

2.Меглинг Г., Лон С., Ронис Л. Современные огнеупорные материалы группы фирм «Veitsch - Radex - Didier» для стекловаренных печей // Огнеупоры и техническая керамика. 2000. №6. С. 42-43.

3.Токарев В.Д., Игнатьев С.С., Попов О.Н. Анализ службы огнеупорных материалов в ванных стекловаренных печах // Стекло и керамика. 2006. №5. С. 19-22.

Вернуться к списку новостей