Увеличение надежности и стойкости лёточных кирпичей

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 лѐточный кирпич имеет обычно квадратную или прямо- угольную форму с расположенным в центре коническим отверстием (лѐткой) для слива
из печи расплавленного металла.
Огнеупорные заводы, такие как: Семилукский, Подольский, Боровичский и многие другие изготавливают
лѐточные кирпичи такого же состава как шамотные кирпичи марок ША-1, например, прямой шамотный кирпич
№5 ГОСТ 390-96.
Табл.1 Характеристика шамотного лѐточного кирпича
Огнеупорность, С
1610  1730
Пористость, %
25  30
Термостойкость, (теплосмен.)
15  50
Теплопроводимость, Вт/м С
0,84  0,0058 tср
Плотность, г/см3
1,9  1,95
Лѐточный кирпич зафутеровывается в нижней части лѐточной 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 лѐточного отверстия в лѐточном кирпиче увеличивается, что, в конце концов, приводит к трещинам, выбоинам, разрушению. Часто трещины,
выбоины в лѐточном кирпиче образуются, когда переплав -ляются, например, в печах авиационные алюминиевые лома, трубы оросительных систем и т.д., в результате плавки образуются сплавы с низкой жидкотекучестью и для того, чтобы слить наплавленный в печи металл нужно прожигать лѐтку. Иногда перед
сливом жидкого металла из печи он кристаллизуется в лѐтке и тонкую плѐнку закристаллизовав -шегося
сплава заливщикам приходится вручную с помощью кувалдоч -ки и ломика пробивать, что также приводит к
трещинам, выбоинам, разрушению лѐточного кирпича.
Следует отметить, что стойкость заводского лѐточного 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 лѐточный кирпич нужно
остановить печь, остудить футеровку 3 (в зависимости от ѐмкости печи время охлажде- ния составляет 2
 4 суток), разобрать частично две стены печи и почти полностью лѐточную стену 1, заменить старый
лѐточный кирпич на новый, зафутеровать стены вновь, прокалить печь и возобновить плавку. Описанные
выше работы очень трудоѐмки и требуют (в зави- симости от ѐмкости печи) 6  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 лѐточных кирпичей, невозможности в случае износа быстрой их замены.
Авторы предлагают использовать лѐточный кирпич новой конструкции, более стойкий (по практическим
данным стойкость выше в 1,3  1,4 раза), чем у шамотных лѐточных 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  1780
Пористость, %
не более 22%
Термостойкость, (теплосмен.)
50  85
Предел прочности при сжатии, Н/мм2
не менее 30
Массовая доля: Al2О3, %
не менее 50
Fe2О3, %
не более 1,5
Плотность, г/см3
2,1÷2,2
Распиливаем его по большей стороне на три равные части, полу- чаем три лѐточных кирпича 4 с размерами 166х400х300 мм. Далее «болгаркой» в торцевой части лѐточного кирпича 4 по периметру делаем
выборку 5 размером 20х20 мм. По размерам леточного кирпича сваривается из листовой стали толщиной 2
мм короб 6. Лѐточный 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 лѐточного кирпича 4 в коробе 6
позволяет безопасно освободить лѐточный кирпич 4 при его замене в случае износа и образования в нем
больших трещин.
1
Рисунок 1. Леточный кирпич в разрезе.
Это достигается за счѐт использования недорогой огнеупорной ваты, клеевой огнеупорной мастики
«TRIUMF», обеспечивающих герметичность и одновременно возможность удаления короба с лѐточным кирпичом из ниши лѐточной стены 1 с помощью погруз -чика. При футеровке лѐточной стены 1 печи выкладывается ниша из шамотных кирпичей с размерами на 1015 мм больше чем размеры металлического короба 6. В
верхней части ниша перекрывается шамотной плитой 10.
В нишу лѐточной стены 1 ванной печи отражательного типа вставляется короб 6 с зафиксированным лѐточным кирпичом 4. Наружная поверхность короба 6, с находящимся лѐточным 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 леточного кирпича 4. Оставшийся небольшой зазор между коробом и нишей заполняется огнеупорной ватой.
Существенно отметить, что для герметизации лѐточного 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 лѐточной 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 лѐточного кирпича 4 вместе с коробом 6
из ниши, к рамке короба 9 приварены два крюка 15. Перед удалением лѐточного 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 лѐточным кирпичом 4 из ниши. На место изношен -ного лѐточного кирпича 4 в короб 6 ставится двумя рабочими новый запасной лѐточный кирпич в коробе. Операция замены
старого лѐточного кирпича в коробе на новый занимает по времени 15  20 минут. Операция по замене
старого износившегося леточного кирпича происходит без остановки печи после разливки жидкого металла
и чистки ванны от шлака.
Использование быстросменных лѐточных кирпичей повышенной стойкости изготовленных из блоков ШСУ
33-11 ГОСТ 7151-74 в конструкциях ванных печей отражательного типа для переплава алюминиевых ломов
повышает их надежность и дает большой экономический эффект.
Стойкость лѐточного кирпича можно ещѐ увеличить на 1015%, если для его изготовления использовать
блоки из тиксотропных бето- нов МКРС –50ТС с габаритами 500х400х300.
ЛИТЕРАТУРА
1. Галдин Н.М. и другие. Цветное литьѐ. 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.
2