Способ нанесения огнеупорного покрытия

 

О П И С А Н И Е (П)926478

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное и авт. свид-ву (22) Заявлено 24,09.80 (21) 2987082/22-02 (5! )М. Кл.

F 27 B 3/14.с присоединением заявки .%

Гасударственный камнтет

СССР но делам нзабретеннй н открытнй (23) Приоритет (53) УДК621, .745(088.8) Опубликовано 07.05.82. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 07.05,82

H. А. Воронова, Н, Н. Йнепренко, А. В. Остапенко, А;.И.-Лопатейко;-- .

В. Н. Дудка, Д. В. Гулыга, В. П. Лозовой и Ф. П. Фонотов:

t (72) Авторы изобретения

Институт черной металлургии (71) Заявитель (54) СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ОГНЕУПОРНОГО ПОКРЫТИЯ

Изобретение относится .к металлургии черных металлов и может быть использо-. вано при нанесении покрытий на огнеупорные стенки металлургических устройств, например погружаемых в жидкий металл фурм.

Известны способы нанесения огнеупорных покрытий путем торкретирования, заключающиеся в подаче огнеупорного порошка и жидкого связующего в струе

10 сжатого воздуха через специальное сопло. С целью уменьшения пылеобразования

tlpH торкретировании и увеличения равномерности распределения связующего в огнеупорном порошке, огнеупорный материIS ал прадварительно увлажня1от, равномерно перемешивая его с 1,0-8,07 (к массе} жидкого связующего и в таком виде по-. дают посредством сжатого воздуха 11 .

Однако эти способы имеют недостаток, состоящий в необходимости выполнения .дополнительной операции по предварительному перемешиванию огнеупорного порош ка с жидким связующим. Значительнуто сложность представляет также равномер, ная выдача увлажненного огнеупорного материала из бункера, в котором он хранится, в пневмотрассу. Предварительно увлажненйый материал слеживается в бункере и поступает в пневмотрассу неравномерно. Происходит также налипание увлажненного огнеупорного порошка на стенки сопла и его закупоривание.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и. достигаемому результату является способ торкретиро-. вания футеровки промьпнленных печей, включающий подачу через сопло огне- упорного порошка и жидкого связующего в струе сжатого воздуха. При этом жид-. кое связующее предварительно распыля-, ют в потоке транспортирующего воздуха, а затем подают в него огнеупорный порошок Г21 °

Недостатком известного способа является налипание огнеупорного порошка на стенки сопла и его закупоривание.

Это объясняется тем, что при использо55

3 92647 ванин указанного способа скорость двк жения воздуха возле стенок сопла значительно меньше, чем по его оси, и является недостаточнот для сдувания прилипающих к стенкам сопла увлажненных частиц огнеупорного порошка, особенно

S при небольших размерах этих частиц и повышенном количестве жидкого связующего в составе покрытия. Ф

16

Цель нзобретения — устранение налипания огнеупорного порошка на стенки сопла: и предотвращение его эакупоривания.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу нанесения огнеупорного покрытия, включающему подачу через сопло огнеупорного порошка и жидкого связующего в струе сжатого воздуха, в сопло, в зоне ввода связующего дополнительно вводят сжатый воздух в направлении движения огнеупорного порошка под углом 10-45 к осевой линии о сопла в количестве 10-40% от общего расхода воздуха.

Сущность способа заключается в следующем.

Сухой огнеупорный порошок из бункера, в котором он находится, полают под . давлением в смесительную камеру, где порошок подхватывается движущимся че- > рез камеру сжатым воздухом, смешивается с ним и поступает в пневмотрассу, а затем в сопло. В сопле в поток огнеупорного порошка вводят под давлением жидкое связующее. В зоне ввода связующего в сопло дополнительно вводят сжаЭ5 тый воздух в направлении движения огнеупорного порошка под углом 10-45о к осевой линии сопла в. количестве 1040% от общего расхода воздуха. Огне40 упорный порошок, смоченный в сопле жидким связующим, под действием сжа-. того возцуха выбрасывается из сопла и наносится на огнеупорную стенку, создавая на ней сЛой огнеупорного покрытня.

То, тто в зоне ввода связующего в сопло дополнительно вводят сжатый воздух в направлении движения огнеупорного порошка под углом 10-45 к осевой ли- о нии сопла в количестве 10-40% от общего расхода. воздуха, способствует сдуванию налипшего на стенки сопла огнеупорного порошка и предотвращает закупоривание сопла. При дополнительном подводе воздуха в сопло в результате столк новения двух потоков воздуха скорость

его движения возле стенок сопла увеличивается, и прилипшие к стенкам частицы порошка сдуваются.

4

Кроме того, дополнительно вводимый в в сопло сжатый воздух наряду с распылением жидкого связующего в зоне его ввода улучшает также перемешивание слоев увлажненного огнеупорного порошка, что повышает равномерность распределения связующего в порошке. Наиболее целесообразно вводить дополнительный сжатый воздух под углом 1045о к осевой линии сопла. Если сжатый воздух вводят под углом более 45О, то это препятствует движению огнеупорного порошока в сопле. Подвод воздуха под углом менее 10 трудно выполнить по конструктивным соображениям.

Количество дополнительно подводимого сжатого воздуха должно составлять

10-40% от общего расхода воздуха на выходе иэ сопла. При увеличении количества дополнительно подводимого воздуха свыше 40% затормаживается движение огнеупорного порошка в сопле, также как и при увеличении угла дополнительного ввода воздуха свыше 45о. При уменьшении количества дополнительного воздуха до величины менее 10% его влияние на устранение закупоривания сопла малозаме тн о.

Устранение налипания огнеупорного порошка на стенки сопла и предотвращение его закупоривания особенно важны при нанесении огнеупорных покрытий с увеличенным количеством связующего в их составе, составляющем 15-25%, и небольших размерах частиц огнеупорного порошка, не превышающих 0,1 мм.

Такие покрытия обладают повышенной склонностью к налипанию на стенки сопла и его закупориванию. В то же время имеежя необходимость в их применении, например, для сильно растрескавшихся футеровок. Покрытия с небольшими размерами огнеупорных частиц и повышенным количеством связующего более под вижны, проникают в имеющиеся трещины на большую глубину и обеспечивают более высокую стойкость устройств, на которые они наносятся. Применение частиц небольших размеров уменьшает их отскок при столкновении с огнеупорной стенкой и пористость нанесенного слоя покрытия, а повышенное содержание связующего увеличивает прочность покрытия и снижает пыпеобраэование при его нанесении.

Пример . Способ опробован в отделении десульфурации чугуна гранулированным магйием при нанесении огнеупорного покрытия на футеровку фурм погруб

5 9264 жения, имеющих большое количество трещин шириной до 5 мм, появляющихся по ле сушки фурм и в процессе их эксплуатации. Покрытие состояло из80% (по массе) огнеупорного цирконового порошка с размерами частиц менее 50 мкм и

20% связующего — жидкого стекла плотностью 1,20-1,25 г/см и. наносилось

3 периодически между обработками чугуна после исчезновения покрытия с поверх- ð

I ности футеровки в процессе взаимодействия с жидким металлом.

Сначала покрытие наносили по известному способу. Жидкое стекло предварительно распыляли в потоке транспорти- 15 рующего воздуха, а затем подавали в него цирконовый порошок. Порошок, смешанный с жидким стеклом, через сопло наносили на огнеупорную стенку футеровки фурмы. Диаметр сопла 15 мм, давление 2О сжатого воздуха 0,4-0,5 Па (4-5 ати), его расход — 70-120 нм /ч.

При нанесении покрытия по известному способу огнеупорный порошок очень быстро налипал на стенки согла. Сечение г5 сопла уменьшалось, появлялись пульсами и неравномерйости в подаче порошка, а затем сопло полностью закупоривалось. В связи с этим процесс нанесения покрытия на фурму нельзя было довести до конца.

Разборка и прочистка сопла занимали много времени. На тех участках фурмы, где было нанесено покрытие, оно было рыхлым, неравномерным по толщине и не

35 вок. По этим причинам применить покрытие на фурмах в отделении десульфура» ции чугуна не удавалось и футеровку фурм после каждой обработки чугуна ремон-. тировали вручную путем обмазки трещин и других дефектов огнеупорной массой, из которой были изготовлены фурмы.

После испытания известного способа начали наносить покрытие по предложенному способу. В зоне ввода связующего в сопло дополнительно ввели сжатый воздух в направлении движения огнеупоро ного порошка под углом 30 . Расход дополнительно введенного воздуха составлял

30 нм /ч, расход основного транспорЬ тирующего воздуха, подаваемого через сопло, равен 70 нм /ч, общий расход возЬ пуха составлял, таким образом, 100нм /ч. /При нанесении покрытия по предложенному способу налипание огнеупорного порошка

55 на стенки сопла отсутствовало. Процесс нанесения покрытчя стал устойчивым .: и стабильным. Повысилась плотность на- несенного слоя покрытия и равномерность

78 G

его толщины, покрытие сохранялось на фурмах не менее пяти обработок чугуна.

Ручной труд по ремонту футеровки фурмы полностью устранен.

Расход дополнительно вводимого воздуха изменяли от 5 до 50 нм . При рас;ходе основного транспортирующего воз- . духа 70 нм /ч, который поддерживался постоянным, общий расход воздуха за счет изменения количества дополнитель но вводимого воздуха, менялся от 75 до

120 нм /ч. Было установлено, что при

Э уменьшении расхода дополнительно вво- . димого воздуха ниже 8 нм /ч (около

10% от общего расхода воздуха ) происходило налипание порошка на стенки сопла, а при увеличении расхода свыше

45 нм /ч (около 40% от общего расхода воздуха) дополнительно вводимый воздух препятствовал движению.огнеупор,ного порошка, в результате порошок из сопла почти не поступал.

Изменяли также угол дополнительного ввода воздуха от 10 до 60 . Определено, Q что при угле дополнительного ввода более 45 прекращалось поступление огнео упорного порошка из сопла. Угол дополо нительного BBolla менее 10 не испытывали, так как его трудно выполнить. Наилучшие результаты получены при использовании угла дополнительного ввода 2030 и расходе дополнительного вводимоl3e го воздуха около 30 нм /ч.

Таким образом, применение описываемого способа устраняет налипание огнеупорного порошка на стенки сопла и пред« отвращает его закупоривание, что повышает надежность и стабильность процесса нанесения покрытия, качество нанесенного слоя и соответственно стойкость металлургических устройств, на которые наносят покрытие, например, фурм погружения в отделениях десульфурации чугуна.

В результате за счет использования преимуществ способа будет увеличена производительность отделений десульфурации чугуна на 2%.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения способа, например в.отделении десульфурации чугуна, составит на 1 т чугуна 0,36 1(100 =0,0072 р,, где 0,36 — экономический эффект от десульфурации одной жнны чугуна гранулированным магнием, р/т.

Ориентировочная потребность народного хозяйства в десульфурированном чугуне составляет 3 млн. т в год.

Ожидаемый годовой экономический эффект оТ максимального объема исполь926478

7 зовайия предлагаемого технического решения составит 22600 р.

Формула изобретения

Способ нанесения огнеупорного покрытия, например на стенки фурм. включающий подачу через сопло огнеупорного порошка и жидкого связующего в струе сжатого воздуха, отличающийся тем, to что с нелью устранения налипания огнеупорного порошка на стенки сопла и пред отвращения его закупоривания, в cotmo в зоне ввода связующего дополнительно вводят сжатый воздух в направлении движения огнеупорного порошка под углом 10-45 к осевой линии сопла в коо личестве 10-40% от общего расхода воздуха, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Фрейденберг А. С. и др. Торкретирование тепловых агрегатов. М., Металлургия, 1971, с. 21-22..

2. Авторское свидетельство СССР

% 263620, кл. F 27 В 3/14. 1968.

Составитель А. Кондратьев

Редактор Г. Ус Техред С. Мигунова Корректор М. Демчик

ЮЮ ЮВЗИВФЮВВЙВ

Заказ 2948/33 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5-35, Раушская наб., a; 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Преекчная, 4