SU771445A1

SU771445A1 - Rotary furnace lining

Info

Publication number: SU771445A1
Application number: SU782606017A
Authority: SU
Inventors: Николай Григорьевич Срибнер; Виктор Алексеевич Екимов; Юрий Анатольевич Ушаков; Лев Моисеевич Лубенский
Priority date: 1978-04-21
Filing date: 1978-04-21
Publication date: 1980-10-15

Description

Изобретение относится к конструкциям теплоизоляций и может быть использовано для футеровки трубчатых вращающихся печей спекания глиноземной, цементной и химической промышленности.The invention relates to structures for thermal insulation and can be used for lining tubular rotary sintering furnaces of alumina, cement and chemical industries.

Для повышения стойкости огнеупорной футеровки в зоне спекания-обжига используется защитная обмазка из обжигаемого материала, высота и прочность которой зависит от физико-химических свойств материала и огнеупора футеровки. При этом футеровка из огнеупора с повышенной теплопроводностью ( λ~2,5—3,0 ккал/м час.град, способствует гарниссажеобразованию, огнеупор с пониженной теплопроводностью ( λ ~ *0,5—1,2 ккал/м час. град) приводит к чрезмерно медленному образованию и быстрому обрушению защитной обмазки.To increase the resistance of the refractory lining in the sintering-firing zone, a protective coating of fired material is used, the height and strength of which depends on the physicochemical properties of the material and the refractory of the lining. At the same time, the lining is made of refractory with high thermal conductivity (λ ~ 2.5–3.0 kcal / m hour hail, contributes to garnisage formation, refractory with reduced thermal conductivity (λ ~ * 0.5–1.2 kcal / m hour hail) leads to excessively slow formation and rapid collapse of the protective coating.

Известна футеровка зоны высоких температур вращающихся печей глиноземного и цементного производства, выполняемая из одного вида огнеупоров, например, из шамотного или магнезиального. При этом используются огнеупоры нормальной плотности, например, шамотные — марки ЦМ и Ц, магнезиальные — марки МХЦ и ХМЦ [1].Known lining of the high temperature zone of rotary kilns of alumina and cement production, performed from one type of refractories, for example, from fireclay or magnesia. In this case, normal-density refractories are used, for example, chamotte refractories - grades CM and C, magnesia - grades MHC and KhMTS [1].

Основные недостатки известной однослойной футеровки состоят в том, что применение одного вида огнеупора ограничивает возможности его использования при обжиге глиноземных шихт с различными физико-химическими свойствами и содержащих свободную щелочь.The main disadvantages of the known single-layer lining are that the use of one type of refractory limits the possibility of its use in the firing of alumina blends with different physicochemical properties and containing free alkali.

Например, при использовании магнезиальных огнеупоров, например ПШЦ или МХЦ, с высокой теплопроводностью (λ т, «2,5—3,0 ккал/м ч.град) происходит быстрое наращивание прочной обмазки из обжигаемого материала, что ведет к зарастанию печи, разрушению футеровки и выходу из строя холодильника при обрушении толстого слоя обмазки. Кроме того, при использовании огнеупора ПШЦ (содержащего примеси хрома до 17%) происходит загрязнение глиноземной шихты соединениями хрома, снижающими качество получаемого глинозема и содопродуктов. При использовании многошамотного огнеупора ЦМ в процессе образования защитного гарниссажа происходит насыщение шамотного огнеупора щелочами с образованием зерен цемента и твердого раствора, при этом гарниссаж скалывается вместе с пропитанными зонами огнеупора и выводит из строя огнеупор.For example, when using magnesia refractories, for example, PShTs or MHTs, with high thermal conductivity (λ t, "2.5-3.0 kcal / mh), a quick build-up of a strong coating of the calcined material occurs, which leads to overgrowth of the furnace, destruction lining and failure of the refrigerator during the collapse of a thick layer of coating. In addition, when using refractory grade PSHC (containing chromium impurities up to 17%), the alumina charge is contaminated with chromium compounds, which reduce the quality of the obtained alumina and soda products. When using multi-chamotte CM refractory during the formation of a protective skull, the chamotte refractory is saturated with alkali to form cement grains and solid solution, while the skull is chipped together with the impregnated zones of the refractory and the refractory is destroyed.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению является футеровка вращающейся печи, выполненная из наружного, примыкающего к корпусу печи, слоя, содержащего огнеупорные элементы с низкой теплопроводностью, и внутреннего слоя огнеупорных элементов с высокой теплопроводностью и термостойкостью [2].The closest in technical essence and the achieved result to the described invention is the lining of a rotary kiln made of an outer layer adjacent to the furnace body containing refractory elements with low thermal conductivity and an inner layer of refractory elements with high thermal conductivity and heat resistance [2].

Внутренний рабочий слой высотой 200 мм выполнен из шамотного кирпича марки ЦМ или Ц (или магнезиального огнеупора ПШЦ), а наружный теплоизоляционный слой высотой 40—60 мм (обращенный к корпусу печи) — из легковеса, например, шамотного.The inner working layer 200 mm high is made of fireclay bricks of the TsM or Ts brand (or PShT magnesia refractory), and the outer heat-insulating layer 40-60 mm high (facing the furnace body) is made of lightweight, for example, chamotte.

Вышеуказанная конструкция футеровки позволяет уменьшить теплопотери корпусом печи в атмосферу и снизить расход топлива. Существенным недостатком известной футеровки является то, что при подборе вида огнеупора, стойкого к определенной глиноземной шихте и незагрязняющего спек вредными примесями, трудно подобрать условия образования защитной обмазки необходимой толщины.The aforementioned lining design allows to reduce heat loss by the furnace body to the atmosphere and reduce fuel consumption. A significant drawback of the known lining is that when selecting a type of refractory that is resistant to a certain alumina charge and does not contaminate the cakes with harmful impurities, it is difficult to select the conditions for the formation of a protective coating of the required thickness.

Цель изобретения — повышение стойкости футеровки за счет образования защитной обмазки оптимальной высоты.The purpose of the invention is to increase the durability of the lining due to the formation of a protective coating of optimal height.

Указанная цель достигается тем, что при футеровке вращающейся печи, выполненной из наружного, примыкающего к корпусу печи слоя, содержащего огнеупорные элементы с низкой теплопроводностью, и внутреннего слоя огнеупорных элементов с высокой теплопроводностью и термостойкостью, наружный слой футеровки выполнен из чередующихся в соотношении от 1—0,5 до 1—3 огнеупорных элементов с высокой и низкой теплопроводностями, соотношение которых составляет от 5:1 до 1,5:1, а соотношение теплопроводности элементов внутреннего слоя футеровки и наиболее теплопроводных элементов наружного слоя составляет от 1 — 1 до 3—1.This goal is achieved by the fact that when lining a rotary kiln made of an outer layer adjacent to the furnace body containing refractory elements with low heat conductivity and an inner layer of refractory elements with high thermal conductivity and heat resistance, the outer layer of the lining is made of alternating in a ratio of 1— 0.5 to 1-3 refractory elements with high and low thermal conductivity, the ratio of which is from 5: 1 to 1.5: 1, and the ratio of thermal conductivity of the elements of the inner layer of the lining and the most heat-conducting elements of the outer layer is from 1 - 1 to 3-1.

На чертеже показана футеровка и приняты следующие обозначения 1 — корпус вращающейся печи, 2 — внутренний слой футеровки из огнеупорных кирпичей с высокой теплопроводностью, 3 — огнеупорные элементы с высокой теплопроводностью в наружном слое, 4 — огнеупорные элементы с низкой теплопроводностью в наружном слое футеровки.The lining is shown in the drawing and the following notation is adopted: 1 - rotary kiln body, 2 - inner layer of refractory bricks with high thermal conductivity, 3 - refractory elements with high thermal conductivity in the outer layer, 4 - refractory elements with low thermal conductivity in the outer layer of the lining.

Внутренний слой 2 футеровки выполняют из огнеупоров с повышенной теплопроводностью, что способствует гарниссажеобразованию с обжигаемым материалом. При этом используют огнеупор, который в процессе гарниссажеобразования в меньшей степени загрязняет примесями (например, соединениями хрома) глиноземсодержащий спек.The inner layer 2 of the lining is made of refractories with high thermal conductivity, which contributes to the garnissage formation with the calcined material. In this case, a refractory is used, which in the process of garnissage formation to a lesser extent contaminates alumina-containing cake with impurities (for example, chromium compounds).

Наружный слой футеровки, прилегающий к корпусу печи 1, выполняют из чередующихся огнеупорных элементов 3 и 4 с высокой и низкой теплопроводностью, взятых в соотношении от 1:0,5 до 1:3.The outer lining layer adjacent to the furnace body 1 is made of alternating refractory elements 3 and 4 with high and low thermal conductivity, taken in a ratio of from 1: 0.5 to 1: 3.

В качестве огнеупорных элементов 3 и 4 в наружном слоем футеровки могут использоваться:As refractory elements 3 and 4 in the outer layer of the lining can be used:

а) лещадка шамотная или диатомитовая различной плотности (и соответственно различной теплопроводности)a) Fireclay chamotte or diatomite of various densities (and, accordingly, different thermal conductivity)

б) асбестовый или базальтовый картон в чередовании с увеличенной толщиной кладочного раствора и др.b) asbestos or basalt cardboard in alternation with an increased thickness of the masonry mortar, etc.

Эти огнеупорные элементы 3 и 4 могут иметь соотношения теплопроводностей в пределах от 5:1 до 1,5:1.These refractory elements 3 and 4 may have a thermal conductivity ratio ranging from 5: 1 to 1.5: 1.

Таким образом, по окружности (и по длине) футеровки образуются отдельные чередующиеся участки с различной суммарной теплопроводностью по высоте двух слоев футеровки. Вследствие этого на участках футеровки с общей высокой теплопроводностью образующаяся защитная обмазка имеет плотную и прочную структуру и хорошее сцепление с футеровкой, а на участках с общей меньшей теплопроводностью обмазка имеет меньшее сцепления с футеровкой и более рыхлая.Thus, along the circumference (and along the length) of the lining, separate alternating sections are formed with different total thermal conductivity along the height of the two layers of the lining. As a result, in the areas of the lining with general high thermal conductivity, the resulting protective coating has a dense and strong structure and good adhesion to the lining, and in areas with a general lower thermal conductivity, the coating has less adhesion to the lining and is looser.

Таким образом, защитная обмазка в виду различной скорости образования ее на соседних участках, имеет более плотную и прочную структуру в слоях, прилегающих к огнеупору, а верхние наружные слои обмазки в процессе работы печи 1 и взаимодействия с движущимся обжигаемым материалом периодически обновляются, не осложняя работу холодильника. При увеличении в наружном слое футеровки доли огнеупоров с повышенной теплопроводностью до соотношения 1:0,5 высота защитной обмазки и прочность ее возрастает. Для уменьшения высоты и прочности обмазки долю огнеупоров с повышенной теплопроводностью уменьшают до 1:3. При оптимальном отношении 1:1 высота защитной обмазки держится на уровне 0,3-0,4 м и обеспечивает повышение срока службы футеровки в зоне спекания. Кроме того, использование на отдельных участках огнеупора с низкой теплопроводностью приводит к уменьшению теплопотерь корпусом печи и сокращению расхода топлива.Thus, the protective coating, in view of its different rates of formation in neighboring areas, has a denser and stronger structure in the layers adjacent to the refractory, and the upper outer layers of the coating during the operation of furnace 1 and interactions with moving calcined material are periodically updated without complicating the work the refrigerator. With an increase in the fraction of refractories with increased thermal conductivity in the outer layer of the lining to a ratio of 1: 0.5, the height of the protective coating and its strength increase. To reduce the height and strength of the coating, the proportion of refractories with high thermal conductivity is reduced to 1: 3. With an optimal ratio of 1: 1, the height of the protective coating is kept at the level of 0.3-0.4 m and provides an increase in the service life of the lining in the sintering zone. In addition, the use of refractory materials with low thermal conductivity in some areas leads to a decrease in heat loss by the furnace body and fuel consumption.

Claims

1. Reference book “Refractories, materials and raw materials, Metallurgizdat M 1961, p. 102

2. US patent No. 2230141, cl. 263-33, 1939 (prototype).