RU2265780C2 - Method for heat plant lining repair with heat-resistant concrete - Google Patents

Abstract

FIELD: building materials, particularly heat-resistant concrete production.

SUBSTANCE: method involves preparing lining surface before special mix application on the surface; treating the lining surface with 50-70% orthophosphoric acid or acid phosphate solution; applying fine heat-resistant concrete mix; hardening it; impregnating the heat-resistant concrete mix layer with 50-70% orthophosphoric acid or acid phosphate solution; heat-treating the obtained layer at the first setting of heat plant in operation and bringing thereof to operational mode.

EFFECT: increased operational reliability, simplified technological process and reduced liming repair costs.

1 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно изготовлению жаростойких бетонов, и может быть использовано для ремонта футеровок тепловых агрегатов.The invention relates to the building materials industry, namely the manufacture of heat-resistant concrete, and can be used to repair the lining of thermal units.

Известен способ ремонта футеровки нанесением на горячую поверхность огнеупора термитной массы из порошка кремния, марганцевого концентрата, железорудного концентрата и шамота, в которую предварительно вводят хлорид натрия и воду до вязкопластичного состояния /Пат. РФ №2187484, МПК⁷ С 04 В 35/65. Способ горячего ремонта футеровки коксовых печей и термитная масса для горячего ремонта Гамма-2 КС / М.П.Уткин, А.В.Тивин, Ю.В.Белов - №2001106535/03; Заявлено 14.03.2001; Опубл. 20.08.2002/ [1].A known method of repairing the lining by applying to the hot surface of the refractory a thermite mass of silicon powder, manganese concentrate, iron ore concentrate and chamotte, in which sodium chloride and water are previously introduced to a visco-plastic state / Pat. RF №2187484, IPC ⁷ С 04 В 35/65. Hot repair method for lining coke ovens and termite mass for hot repair Gamma-2 KS / MP Utkin, AV Tivin, Yu.V. Belov - No. 2001106535/03; Stated March 14, 2001; Publ. 08/20/2002 / [1].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относят - сложность и дороговизну ремонта из-за необходимости его применения только при горячем состоянии тепловых агрегатов.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method include the complexity and high cost of repairs due to the need to use it only when the thermal units are hot.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ пропитки бетона полимерами с целью улучшения физико-механических свойств бетонных изделий, таких как прочность, истираемость, морозостойкость, водонепроницаемость. Для этого готовые бетонные или железобетонные изделия подвергают специальной обработке, которая включает сушку изделий, вакуумирование, пропитку специальным составом и полимеризацию / Технология бетона / Ю.М.Баженов. - Москва: АСВ, 2002. - 500 с./ [2], принят за прототип. К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится:The closest method of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a method of impregnating concrete with polymers in order to improve the physicomechanical properties of concrete products, such as strength, abrasion, frost resistance, water resistance. For this, finished concrete or reinforced concrete products are subjected to special processing, which includes drying of products, evacuation, impregnation with a special composition and polymerization / Concrete technology / Yu.M. Bazhenov. - Moscow: DIA, 2002. - 500 p. / [2], adopted as a prototype. The reasons that impede the achievement of the following technical result when using the known method adopted for the prototype include:

1) сложность технологического процесса;1) the complexity of the process;

2) зависимость окончательного свойства материала от свойств обрабатываемого бетона.2) the dependence of the final properties of the material on the properties of the concrete being processed.

Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационных свойств получаемого покрытия, упрощение технологического процесса и снижение стоимости ремонта футеровки.The technical result of the invention is to increase the operational properties of the resulting coating, simplifying the process and reducing the cost of repairing the lining.

Технический результат достигается тем, что в известном способе ремонта футеровки тепловых агрегатов жаростойким бетоном, включающем подготовку поверхности футеровки с последующим нанесением специального состава, особенность заключается в том, что перед нанесением последней поверхность футеровки обрабатывают 50-70% раствором ортофосфорной кислоты или кислых фосфатов, затем наносят мелкозернистую жаростойкую бетонную смесь, после затвердевания которой полученный слой пропитывают 50-70% раствором ортофосфорной кислоты или кислых фосфатов с последующей термообработкой при первом пуске и выводе на режим теплового агрегата.The technical result is achieved by the fact that in the known method of repairing the lining of thermal units with heat-resistant concrete, including preparing the surface of the lining with subsequent application of a special composition, the peculiarity is that before applying the latter, the surface of the lining is treated with a 50-70% solution of phosphoric acid or acid phosphates, then apply a fine-grained heat-resistant concrete mixture, after hardening of which the obtained layer is impregnated with a 50-70% solution of phosphoric acid or acid phosphates in a subsequent heat treatment at the first start and output to the thermal unit mode.

При сушке и термообработке происходит взаимодействие фосфатных растворов с составляющими оксидами и минералами затвердевшего жаростойкого бетона с образованием стабильных тугоплавких фосфатов металлов. В основе научного подхода к применению жидких фосфатов при ремонте футеровок лежит их химическая активность к взаимодействию со многими неорганическими соединениями (оксиды, силикаты, алюминаты и т.д.). Фосфаты по условию образования представляют собой неорганические полимеры. Основным структурным элементом фосфатов служит группа РО₄ ^3-, которая на поверхности имеет один атом кислорода, соединенный двойной связью с центральным атомом фосфора. Такое строение придает поверхности жаростойких бетонов на фосфатной связке несмачиваемость различными расплавами. Поэтому ортофосфорную кислоту и связки на ее основе предпочтительно применять в качестве раствора для образования прослойки между старой кирпичной и новой бетонными футеровками.During drying and heat treatment, phosphate solutions interact with the constituent oxides and minerals of the hardened heat-resistant concrete with the formation of stable refractory metal phosphates. The scientific approach to the use of liquid phosphates in the repair of linings is based on their chemical activity to interact with many inorganic compounds (oxides, silicates, aluminates, etc.). Phosphates by the condition of formation are inorganic polymers. The main structural element of phosphates is the group PO ₄ ^3- , which has one oxygen atom on the surface, connected by a double bond to the central phosphorus atom. This structure gives the surface of heat-resistant phosphate-bonded concrete non-wettable by various melts. Therefore, phosphoric acid and ligaments based on it are preferably used as a solution for the formation of a layer between the old brick and new concrete linings.

Пример:Example:

Из предлагаемых составов мелкозернистых плотных шамотных бетонов были приготовлены опытные образцы на двух типах вяжущих: I серия - на портландцементе для ремонта футеровки подготовительного барабана вращающейся керамзитообжигательной печи; II серия - на жидком стекле для ремонта футеровки обжигового барабана печи. Составы и эксплуатационные характеристики разработанных бетонов для ремонта футеровок приведены в таблице. Следует отметить, что легкий жаростойкий бетон на портландцементе эксплуатируется при максимальных температурах 700-800°С, а тяжелый бетон на жидком стекле при температурах 800-1200°С, а по заявляемому способу температуру эксплуатации защитного покрытия можно довести до 1700°С.From the proposed compositions of fine-grained dense fireclay concrete, prototypes were prepared on two types of binders: Series I — on Portland cement for repairing the lining of the preparatory drum of a rotary expanded clay kiln; Series II - on liquid glass for repair of the lining of the kiln drum. The compositions and operational characteristics of the developed concrete for the repair of linings are given in the table. It should be noted that lightweight heat-resistant concrete on Portland cement is operated at maximum temperatures of 700-800 ° C, and heavy concrete on water glass at temperatures of 800-1200 ° C, and according to the claimed method, the operating temperature of the protective coating can be brought up to 1700 ° C.

Физико-термические характеристики жаростойких бетоновPhysico-thermal characteristics of heat-resistant concrete № п/пNo. p / p Составы бетонов, кг/м³ Compositions of concrete, kg / m ³ Средняя плотность, кг/м³ в сухом состоянииThe average density, kg / m ³ in the dry state Предел прочности при сжатии, МПаThe limit of compressive strength, MPa После обжига при рабочей температуреAfter firing at operating temperature После пропитки Н₃РО₄ и обжигаAfter impregnation of H ₃ PO ₄ and firing II Портландцемент,Portland cement,   12201220     ПЦ-400-Д-20 PC-400-D-20 -150-150 5,655.65 9,19.1 Керамзитовая пыль,Expanded clay dust,   (лаб. печь)(lab. oven) (лаб. печь)(lab. oven) фр. 0,14-1,25 fr. 0.14-1.25 -150-150 5,55.5 8,88.8 Шамотный щебень,Fireclay rubble,   (пром. печь)(industrial oven) (пром. печь)(industrial oven) фр. 5-10 fr. 5-10 -150-150     Вода Water -250-250     IIII Отработанный алюмохромистыйSpent aluminum chromium   20602060 26,526.5 42,642.6 катализатор, ИМ-2201catalyst, IM-2201 -300-300 Глиноземистый цементAlumina cement -100-100 Шамотный щебень,Fireclay rubble,   фр. 5-10fr. 5-10 -650-650 Шамотный песок,Fireclay sand   фр. 0,14-5fr. 0.14-5 -750-750 Жидкое стекло,Liquid glass,   (плотн. 1,36 г/см³)(density. 1.36 g / cm ³ ) -350-350

Поверхностная пропитка жаростойких бетонов ортофосфорной кислотой позволила повысить их эксплуатационную прочность в 1,6 раза. Кроме того, предлагаемый способ по сравнению с прототипом имеет и другие преимущества:Surface impregnation of heat-resistant concrete with phosphoric acid made it possible to increase their operational strength by 1.6 times. In addition, the proposed method in comparison with the prototype has other advantages:

- заявляемый способ позволяет ремонтировать футеровки при нормальной температуре, что делает его наиболее эффективным и безопасным с точки зрения технологии производства;- the inventive method allows you to repair the lining at normal temperature, which makes it the most efficient and safe from the point of view of production technology;

- может быть использовано для ремонта футеровок тепловых агрегатов в условиях температур до 1700°С;- can be used for repair of linings of thermal units at temperatures up to 1700 ° C;

- применяемые сырьевые материалы в ремонтных массах являются недефицитными и многие взяты из промышленных отходов, поэтому предлагаемый способ является недорогим среди известных способов;- used raw materials in repair masses are not deficient and many are taken from industrial wastes, therefore, the proposed method is inexpensive among known methods;

- данный способ является универсальным, так как позволяет производить ремонт футеровок как из штучных огнеупоров, так и из монолитного бетона и бетонных элементов.- this method is universal, as it allows the repair of linings from piece refractories, as well as from monolithic concrete and concrete elements.

Источники информацииSources of information

1. Пат. РФ №2187484, МПК⁷ С 04 В 35/65. Способ горячего ремонта футеровки коксовых печей и термитная масса для горячего ремонта Гамма-2 КС / М.П.Уткин, А.В.Тивин, Ю.В.Белов - №2001106535/03; Заявлено 14.03.2001; Опубл. 20.08.2002.1. Pat. RF №2187484, IPC ⁷ С 04 В 35/65. Hot repair method for lining coke ovens and termite mass for hot repair Gamma-2 KS / MP Utkin, AV Tivin, Yu.V. Belov - No. 2001106535/03; Stated March 14, 2001; Publ. 08/20/2002.

2. Технология бетона / Ю.М.Баженов. - Москва.: АСВ, 2002. - 500 с.2. Concrete technology / Yu.M. Bazhenov. - Moscow .: DIA, 2002 .-- 500 p.

Claims (1)

Способ ремонта футеровки тепловых агрегатов жаростойким бетоном, включающий подготовку поверхности футеровки с последующим нанесением специальной смеси, отличающийся тем, что перед нанесением мелкозернистой жаростойкой бетонной смеси поверхность футеровки обрабатывают 50-70%-ным раствором ортофосфорной кислоты или кислых фосфатов, затем наносят мелкозернистую жаростойкую бетонную смесь, после затвердевания которой полученный слой пропитывают 50-70%-ным раствором ортофосфорной кислоты или кислых фосфатов с последующей термообработкой при первом пуске и выводе на режим теплового агрегата.A method of repairing the lining of thermal units with heat-resistant concrete, including preparing the surface of the lining followed by applying a special mixture, characterized in that before applying the fine-grained heat-resistant concrete mixture, the surface of the lining is treated with a 50-70% solution of phosphoric acid or acid phosphates, then a fine-grained heat-resistant concrete mixture is applied after hardening of which the obtained layer is impregnated with a 50-70% solution of phosphoric acid or acid phosphates, followed by heat treatment d at the first start-up and output to the thermal unit mode.