SK286802B6 - Spôsob čiastočne obnovujúceho opravovania žiaruvzdorného muriva výhrevných stien koksárenských pecí - Google Patents

Abstract

Zóna opravy sa pri 750 až 950 °C izoluje a stabilizuje, poškodená časť opravovanej výhrevnej steny (3) sa rozoberie a nové murivo sa stavia po blokoch (71, 72), ktoré sa postupne kladú na seba a oddeľujú škárou (9) vyplnenou žiaruvzdornou hmotou bez použitia tmeliacej zložky. Bloky (71, 72) sa budujú najviac zo šiestich radov stmeľovaných murovacích elementov (7). Vždy sa zhotovia najviac dva bloky (71, 72) a nasleduje najmenej 12-hodinový konvektívny ohrev, čo sa periodicky opakuje až do dokončenia murovania, keď sa urobí priamy ohrev postupným sprevádzkovaním výhrevných kanálikov (1), začínajúc od kanálika (1) najbližšieho k spoju (12) medzi starým a novým murivom. Každý výhrevný kanálik (1) sa sprevádzkuje až po prekrytí murivom a dosiahnutí teploty vzplanutia. Pri konvektívnom ohreve sa okrem vykurovania prenosom tepla z okolitých stien (3') a komôr (2', 2'') do zóny opravy vháňa tiež horúci vzduch z okolitej zóny opravy (a), kde sa udržiava teplota 1 050 °C.

Description

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka spôsobu uskutočňovania opráv žiaruvzdorného muriva výhrevných stien koksárenských pecí predstavujúceho obnovenie časti muriva výhrevnej steny. Spôsob umožňuje uskutočnenie opravy bez vypnutia kúrenia mimo zóny opravy, pričom eliminuje nebezpečie vzniku nežiaducich trhlín z pnutia v opravenom murive.

Doterajší stav techniky

Rozsah poškodenia muriva výhrevných stien koksárenských pecí sa spravidla posudzuje podľa počtu výhrevných kanálikov, na ktorých, alebo pri ktorých, došlo k poškodeniu muriva.

V súčasnej dobe je známy spôsob uskutočnenia opráv výhrevných kanálikov pecí uvedených napríklad v príručke Oprava muriva a armaturovaného zariadenia koksárenských pecí (K. I. Lgalov a kol., Metallurgija, Moskva 1966), ktorý predpokladá ochladenie opravovanej steny a priľahlých výhrevných stien pod 300 °C, rozobratie muriva, plnú obnovu opravovanej výhrevnej steny klasickým vymurovaním pomocou dinasových tehál a malty, na čo nasleduje ohrev opravenej výhrevnej steny na pracovnú teplotu. Nedostatkom tohto spôsobu je dlhý čas potrebný na ochladenie a ohrev, pretože dinas používaný na murivo koksárenských pecí neznáša zmeny teploty a nesmie byť teda rýchle ochladený ani nahriaty. Čas potrebný na ochladenie muriva je najmenej desať dní, na čo potom následný ohrev nového muriva vyžaduje ešte menej ďalších dvadsať dni. Po plnom ochladení steny však už nie je možno následne používať jej zostávajúcu časť bez defektov, pretože kvalita dinasu aj muriva sa následkom ochladenia prudko zhoršuje. Použitie tejto metódy preto znamená nutnosť zbúrať a obnoviť celú výhrevnú stenu, a to aj keď sa defekty nachádzajú iba na hlavových častiach.

Iný známy spôsob obnovujúceho opravovania muriva výhrevnej steny je metóda keramického zvárania podľa prihlášky vynálezu DE 3243668. Defekty muriva výhrevnej steny sa opravujú priváraním keramickej hmoty so zložením blízkym dinasu. Tento spôsob umožňuje vykonávať opravu v horúcej peci bez podstatného zníženia teplôt výhrevných stien iba na poškodených plochách. Spôsob je však vhodný iba na odstraňovanie neveľkých defektov muriva s podmienkou, že okolitého zdravého muriva zostáva dostatočný objem. V prípade celkovej erózie a hlbokej destabilizácie muriva, napríklad v rozsahu štyroch až šiestich výhrevných kanálikov, je táto metóda technicky aj ekonomicky neefektívna.

Ďalší známy spôsob obnovujúceho opravovania je opísaný v ruskom patente RU 2147359. Pred opravou sa najprv vypne kúrenie opravovaných výhrevných kanálikov a potom sa tepelne oddelí zóna opravy, ktorá zahŕňa opravovanú časť výhrevnej steny a vedľajšie výhrevné steny v dĺžke opravovaných výhrevných kanálikov. To sa uskutoční tak, že sa na povrch vykurovaných okolitých výhrevných stien obrátených do opravovanej časti výhrevnej steny nalepí pri teplote ich výhrevných kanálikov 750 až 950 °C tepelne izolačný materiál. Neopravovaná časť výhrevnej steny sa stabilizuje jednak nastaviteľnými závitovými rozperami, jednak sieťovými hrádzami, ktoré sa tiež použijú na oddelenie zóny opráv od vyhrievaných vedľajších komôr. Potom sa opravovaná časť výhrevnej steny ochladí, rozoberie a nahradí novým murivom. Teplota okolitých výhrevných stien v zóne opravy sa počas opravy udržiava na hodnote 750 až 950 °C, ale teplota v oblasti uskutočňovania prác je iba 20 až 80 °C. Pri nalepovaní tepelne izolačného materiálu na steny a následnom umiestňovaní sieťovitých hrádzí sa používa lešenie, na ochranu pracovníkov proti pôsobeniu žiare sa používajú tepelne izolačné štíty. Styk starého a nového muriva sa vykonáva zapustením pomocou zubatého spoja, napríklad v línii „cik-cak“, takže staré a nové murivo do seba v zóne dotyku navzájom zapadá. Po novom vymurovaní sa vykoná počas dvoch až troch kontinuálnym spôsobom ohrev muriva na pracovnú teplotu, t. j. na 1050 °C a viac. To sa uskutoční jednak odovzdávaním tepla okolitými výhrevnými stenami, jednak následkom samovoľnej cirkulácie horúceho vzduchu v zóne opráv, keď sa teplota zvyšuje denne o 70 až 100 °C. Tento spôsob opravy sa realizuje veľmi rýchlo, napríklad premurovanie štyroch výhrevných kanálikov v úplnom objeme prác vrátane ohrevu muriva sa uskutočňuje 20 až 22 dní. Nevýhodou spôsobu však je značné termické napätie v murive, ktoré môže viesť k rozchádzaniu sa švíkov a vzniku trhlín, ktorých následkom býva netesnosť výhrevného systému pecí a zníženie životnosti muriva po oprave. Toto napätie má negatívne účinky nielen na oblasť nového muriva, ale šíri sa tiež do oblasti neopravovaného muriva.

Podstata vy nálezu

Uvedené nevýhody odstraňuje v značnej miere vynález. Jeho podstata spočíva v tom, že je navrhnutý spôsob čiastočne obnovujúceho opravovania žiaruvzdorného muriva výhrevných stien koksárenských pecí, keď sa pred búraním opravovanej časti výhrevnej steny vypne kúrenie opravovaných výhrevných kanálikov, na povrch okolitých výhrevných stien obrátený do zóny opravy sa pri teplote ich výhrevných kanálikov 750 až 950 °C nalepuje izolačný materiál, neopravovaná časť výhrevnej steny sa stabilizuje regulovateľnými roz perami a sieťovými hrádzami usporiadanými ako pilieriky, takto sa tiež oddelí zóna opravy od neochladzovaných častí komôr priľahlých k opravovanej výhrevnej stene, aspoň poškodená časť výhrevnej steny sa rozoberie a pri teplote do 80 °C v zóne opravy sa nahradí novým murivom, ktoré sa nahrieva pomocou konvektívneho vykurovania realizovaného prenosom tepla z okolitých výhrevných stien a pecných komôr. Nové murivo sa realizuje po blokoch, ktoré sa postupne vo výškovom smere kladú na seba, každý blok sa pritom oddeľuje od ďalšieho škárou. Tieto dilatačné škáry sa vyplnia nestmeľujúcou žiaruvzdornou hmotou. Pri tomto spôsobe sa ohrev nového muriva vykonáva v dvoch stupňoch. Najprv sa vykoná prvý stupeň ohrevu, keď sa striedavo robí murovanie a ohrev muriva pomocou konvektívneho vykurovania, na čo až potom, keď sa murovanie dokončí aspoň do tej miery, že sú prekryté výhrevné kanáliky, sa realizuje druhý stupeň ohrevu, keď sa obnovené murivo podrobuje priamemu ohrevu plameňom z horákov výhrevných kanálikov.

Pri spôsobe podľa vynálezu sa každý blok stavia na mieste, a to uložením a stmelením murovacích elementov najviac v šiestich radoch na sebe. Vhodnými murovacími elementmi sú najmä dinasové tehly, stmeľujú sa klasicky maltou. Dilatačné škáry ponechané medzi susediacimi blokmi sa výhodne vypĺňajú hmotou na báze minerálnych vlákien bez použitia malty. Murovanie sa strieda s konvektívnym, teda nepriamym ohrevom po periódach, keď počas každej periódy sa zhotovia najviac dva bloky a nasleduje počas najmenej 12 hodín ohrev muriva zahŕňajúceho prírastok v tejto perióde zhotoveného muriva, t. j. ohrev obnovenej časti steny.

Priamy ohrev sa pri druhom stupni ohrevu uskutočňuje uvádzaním výhrevnej steny do prevádzky postupne, a to postupným sprevádzkovaním výhrevných kanálikov začínajúc od výhrevného kanálika najbližšieho k spoju medzi starým a novým murivom. Pri tomto postupe sa každý výhrevný kanálik sprevádzkuje vždy až potom, keď je prekrytý murivom, t. j. vymurovaný až do výšky stropu pece, a keď je v ňom dosiahnutá teplota umožňujúca vzplanutie výhrevného plynu.

Počas prvého stupňa vykurovania sa okrem vykurovania prenosom tepla z okolitých výhrevných stien a komôr výhodne súčasne do zóny opravy vháňa, teda nútene privádza vzduch z vyhriatych priestorov, t. j. komôr, nachádzajúcich sa mimo zóny opravy. Núteným privádzaním sa tu rozumie, že okrem samovoľnej cirkulácie ide o zámerné privádzanie s použitím vhodných technických prostriedkov, ako sú injektory alebo ventilátory. Počas procesu stavania a ohrevu sa teplota týchto častí vedľajších výhrevných stien a opravovanej výhrevnej steny, ktoré sa nachádzajú mimo zóny opravy, výhodne môže udržiavať na úrovni obvyklých pracovných teplôt, t. j. najmenej 1050 °C.

Spôsob uskutočňovania opráv podľa vynálezu umožňuje obnovovacie opravy žiaruvzdorného muriva výhrevných stien koksárenských pecí až do rozsahu poškodenia polovice dĺžky výhrevnej steny. Nutné ochladenie je obmedzené iba na zónu opravy, v ostatných častiach pece nachádzajúcich sa mimo zóny opravy zostáva počas opravy bežná prevádzková teplota. Uvedený teplotný režim je jednak veľmi šetrný proti murivu, vzhľadom na to, že dinas neznáša ochladenie, jednak je veľmi ekonomický, pretože umožňuje opravu pece bez nutnosti jej dlhodobého odstavenia z prevádzky. Spôsob najmä eliminuje riziká vzniku termického napätia v obnovenom murive a jeho okolí, bráni vzniku nežiaducich trhlín a rozchádzaniu sa vo švíkoch. Spôsob preto predstavuje záruku vysokej kvality opravy s dlhou životnosťou obnoveného muriva. Ďalšou významnou výhodou spôsobu podľa vynálezu je veľmi rýchle sprevádzkovanie obnovenej časti výhrevnej steny.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Podstata vynálezu je znázornená pomocou výkresov, kde obr. 1 znázorňuje pohľad spredu na opravovanú výhrevnú stenu s opravovanou časťou výhrevnej steny s detailom budovaných blokov vľavo a starým murivom vpravo, kde šípka naznačuje smer murovania počas opravy a obr. 2 znázorňuje pohľad zhora do zóny opravy a jej okoliu pri pohľade zhora do koksárenskej pece, šípky naznačujú pohyb vzduchu v zóne opravy počas prvého stupňa ohrevu podľa vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príkladom optimálneho uskutočnenia vynálezu je opísané uskutočnenie opravy žiaruvzdorného muriva výhrevnej steny koksárenskej pece. Postup je tiež objasnený pomocou obr. 1 a 2.

Výhrevná stena 3 koksárenskej pece bola poškodená v rozsahu šiestich kanálikov 1. Pred začiatkom opravy sa vyprázdnili komory 2', 2” priľahlé k tejto výhrevnej stene 3. Na obr. 2 je naznačená oblasť opravy svorkami ukazujúcimi jej rozsah a písmenom a, na každej strane zóny opravy a sa nachádza jedna vyprázdnená priľahlá komora 2', 2, ďalšie komory 2' zostávajú naplnené koksom. Vyprázdnené komory 2', 2 sa odpojili od predlohy a stúpačky nachádzajúce sa v nich sa demontovali. Od kúrenia sa odpojila opravovaná časť výhrevnej steny 3 a v okolitých výhrevných stenách 3' sa znížilo vykurovanie na 750 až 950 °C. Dvere vyprázdnených komôr ľ, 2 sa vysadili. Výhrevné steny 3' obrátené do zóny opravy a sa polepili vrstvou tepelne izolačného materiálu 4, konkrétne doskami zo sibralu, ako je označovaný známy materiál na báze hlinitokremičitých vlákien obsahujúcich oxidy kremíka, hliníka a zirkónu.

Súčasne s nalepovaním sa neopravovaná časť výhrevnej steny 3 stabilizovala regulovateľnými rozperami 5 a sieťovými hrádzami 6, ktoré sa vkladali postupne po celej výške komory 2', 2. Na ochranu pracovníkov pred pôsobením tepla z priľahlých komôr 2', 2 sa inštalovali dosky zo sibralu tiež medzi zónu opravy a a neochladzovanú časť komôr 2', 2 priľahlej k opravovanej výhrevnej stene 3. Sieťovité hrádze 6 sa tiež zakryli tepelne izolujúcimi pásmi zo sibralu, ktoré nie sú na obr. 2 znázornené, pretože tento obrázok zachytáva stav v peci až v neskoršej fáze opravy po ich odstránení, ako sa opisuje ďalej. Časť muriva výhrevnej steny 3 určená na opravu sa potom počas niekoľkých hodín ochladila. Po ochladení na 20 až 80 °C sa uskutočnila demolácia poškodenej výhrevnej steny 3, a to smerom zhora dole, začínajúc hornou časťou muriva a končiac dolu pri dne komory. Pri trvajúcej teplote 20 až 80 °C v zóne opravy a sa začalo murovanie.

Murovanie sa začalo položením prvých šiestich radov žiaruvzdorného dinasového muriva na sebe obvyklým spôsobom, t. j. murovaním zo žiaruvzdorných tehál ako murovacích elementov 7 použitím malty ako tmeliaceho prostriedku 8. Týmto sa vytvoril prvý blok 71 dinasového muriva. Na posledný horný rad sa potom uložil pás zo sibralu bez použitia malty. Na sibralový podklad tiež bez použitia malty sa potom položil ďalší blok muriva 72, zase celkom zo šiestich radov dinasového muriva spojovaného maltou. Medzi susednými blokmi 71, 72 sa pomocou pásu zo sibralu takto dosiahlo vytvorenie dilatačnej škáry 9 vyplnenej nestmeľujúcou žiaruvzdornou hmotou, t. j. v tomto konkrétnom prípade sibralom. Na tento druhý blok 72 a každý ďalší šesťradový blok sa vždy položil šev zo sibralu bez použitia malty, oddeľujúci susediace bloky. Každý jednotlivý blok 71, 72 a ďalšie teda pozostával zo šiestich radov navzájom stmelených murovacích elementov 7, kde stmelenie sa dosiahlo pomocou tmeliaceho prostriedku 8 v podobe malty, pričom susedné bloky sa oddelili škárami 9 vyplnenými nestmeľujúcou žiaruvzdornou hmotou v podobe sibralu. Na obr. 1 je znázornená štruktúra blokov 71, 72 v tejto fáze opravy, ako čelný pohľad na opravovanú stenu 3 v okamihu vybudovania prvých dvoch blokov. Na obr. 1 vpravo sa nachádza staré murivo s neznázomenou štruktúrou, toto staré murivo pozostáva z tehál spojených maltou v celom výškovom rozmere steny.

Po uskutočnení každých dvoch šesťradových blokov 71, 72 sa uskutočnil ich konvektívny ohrev. Na tento účelom sa odstránili tepelne izolačné pásy zakrývajúce sieťovité hrádze 6. Naopak horná časť zóny opravy a a dverové otvory priliehajúcich komôr 2', 2” sa zakryli tepelne izolujúcimi štítmi 10, pričom do štítov 10 umiestnených do priliehajúcich komôr 2', 2 sa nainštalovali injektory 11 pripojené k zdroju stlačeného vzduchu. Počas cca 12 hodín potom prebiehal konvektívny ohrev. Pri ňom sa obnovené murivo ohrievalo jednak prenosom tepla z okolitých výhrevných stien 3' a pecných komôr 2', 2, jednak horúcim vzduchom privádzaným nútene pomocou injektorov 11 z oblasti komôr 2', 2” nachádzajúcich sa mimo zóny opravy. Túto fázu opravy znázorňuje obr. 2, prúdenie vzduchu je predvedené šípkami na tomto obr. 2. Striedavo sa robilo murovanie a ohrev muriva pomocou konvektívneho vykurovania, t. j. prvý stupeň ohrevu, až do prekrytia výhrevných kanálikov 1. Potom, keď sa prekryli výhrevné kanáliky 1, sa realizoval druhý stupeň ohrevu. Pri ňom sa nové murivo podrobilo priamemu ohrevu plameňom horákov výhrevných kanálikov 1. Priamy ohrev sa pri druhom stupni ohrevu uskutočňoval uvádzaním výhrevnej steny 3 do prevádzky postupne, a to postupným sprevádzkovaním výhrevných kanálikov 1. Prekrytie sa urobilo najprv vo výhrevnom kanáliku 1 najbližšom k spoju 12 medzi starým a novým murivom. Potom, keď sa v prekrytom výhrevnom kanáliku 1 dosiahla teplota vzplanutia výhrevného plynu, zapálil a ohrieval sa až na pracovnú teplotu, t. j. zhruba 1050 °C. Rovnakým spôsobom prebiehalo sprevádzkovanie ďalších piatich opravovaných výhrevných kanálikov 1. Počas stavby blokov 71, 72 sa teplota dvoch výhrevných stien 3' priľahlých k zóne opravy a udržiavala na zhruba 750 až 790 °C. Teplota zostávajúcich častí týchto výhrevných stien 3' nachádzajúcich sa mimo zóny opravy a a teplota časti opravovanej výhrevnej steny 3' nachádzajúca mimo zóny opravy a sa udržiavala na úrovni obvyklej pracovnej teploty, .t. j. zhruba 1050 °C.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob čiastočne obnovujúceho opravovania žiaruvzdorného muriva výhrevných stien koksárenských pecí, pri ktorom sa pred búraním opravovanej časti výhrevnej steny (3) vypne kúrenie opravovaných výhrevných kanálikov (1), na povrch okolitých výhrevných stien (3') obrátený do zóny opravy (a) sa pri teplote ich výhrevných kanálikov (1) 750 až 950 °C nalepuje tepelne izolačný materiál (4), neopravovaná časť výhrevnej steny (3) sa stabilizuje regulovateľnými rozperami (5) a sieťovými hrádzami (6), sieťovými hrádzami (6) sa tiež oddelí zóna opravy (a) od neochladzovaných častí komôr (2', 2) priľahlých k opravovanej výhrevnej stene (3), aspoň poškodená časť opravovanej výhrevnej steny (3) sa rozoberie a pri teplote do 80 °C v zóne opráv (a) sa nahradí novým murivom z murovacích elementov (7) a toto nové murivo sa nahrieva pomocou nepriameho vykurovania prenosom teploty z okolitých výhrevných stien (3') a pecných komôr (2', 2), vyznačujúci sa tým, že nové murivo sa realizuje po blokoch (71, 72), ktoré sa postupne vo výškovom smere kladú na seba, každý blok (71, 72) sa pritom oddeľuje od ďalšieho škárou (9), ktorá sa vy plní nestmeľujúcou žiaruvzdornou hmotou, pričom sa ohrev nového muriva robí v dvoch stupňoch, najprv sa robí prvý stupeň ohrevu, keď sa striedavo robí murovanie a ohrev muriva pomocou nepriameho vykurovania, na čo až potom, keď je murovanie dokončené až po prekrytí výhrevných kanálikov (1), sa realizuje druhý stupeň ohrevu, keď sa nové murivo podrobuje priamemu ohrevu plameňom z horákov výhrevných kanálikov ⁽¹⁾-
2. 2. Spôsob čiastočne obnovujúceho opravovania žiaruvzdorného muriva výhrevných stien koksárenských pecí podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že každý blok (71, 72) sa vytvára počas opravy uložením a stmelením murovacích elementov (7) najviac v šiestich radoch na sebe, dilatačné škáry (9) vytvorené medzi susednými blokmi (71, 72) sa vypĺňajú hmotou na báze minerálnych vlákien bez použitia malty a murovanie sa strieda s nepriamym ohrevom po periódach, keď počas každej periódy sa zhotovia najviac dva bloky (71, 72) a nasleduje počas najmenej 12 hodín ohrev muriva zahŕňajúceho prírastok v tejto perióde zhotoveného muriva.
3. 3. Spôsob čiastočne obnovujúceho opravovania žiaruvzdorného muriva výhrevných stien koksárenských pecí podľa nárokov la 2, vyznačujúci sa tým, že priamy ohrev sa pri druhom stupni ohrevu uskutočňuje uvádzaním opravovanej výhrevnej steny (3) do prevádzky postupne, a to postupným sprevádzkovaním výhrevných kanálikov (1) začínajúc od výhrevného kanálika (1) najbližšieho k spoju (12) medzi starým a novým murivom, pričom sa každý výhrevný kanálik (1) sprevádzkuje vždy až po prekrytí murivom a dosiahnutí teploty vzplanutia výhrevného plynu v tomto výhrevnom kanáliku (1).
4. 4. Spôsob čiastočne obnovujúceho opravovania žiaruvzdorného muriva výhrevných stien koksárenských pecí podľa nárokov 1 až 3,vyznačujúci sa tým, že počas prvého stupňa vykurovania sa okrem vykurovania prenosom tepla z okolitých výhrevných stien (3') a komôr (2', 2) súčasne ešte do zóny opravy (a) vháňa vzduch z vyhriatych priestorov nachádzajúcich sa mimo zóny opravy (a), pričom sa teplota mimo zóny opravy (a) udržiava na úrovni najmenej 1050 °C.