Введение к работе
Актуальность. Повышен -; itj -.'извидительности цементных вращающихся нечнй зависит мт продолжительности их кампании, которая
определяется ДОЛГОВеЧНОПТЬЯ фуТОрОБКИ, ГЛаВННМ обраЭОМ, ЗОНЫ
спекания, где особенно Беляка термическая и химическая агрессивность среды. Увеличение меяремонтного периода, сокращение продолжительности капитального и текущего ремонтов являются су-цестеенннм резервом повышения производительности клинкерообжи-гательных печей.
Одним из перспективных путей решения данной проблеми является расаирение сырьевой базы производства огнеупорных изделия за счет использования местннх неде^ицитннх материалов и создания на их основе высокоэффективных материалов, в первуи очередь, ааростойких бетонов, которые в большинстве случаев по своим физико-техническим характеристикам не уступают обниговкм огнеупорам.
В отличие от традиционных игучннк материалов каростокие бе-тонн применяются в конструкциях теплових агрегатов без предварительного обхига. который осуществляется при первом нагреве конструкции в период пуска тепловых агрегатов.
Мировой,» отечественный опыт применения жаростойких бетонов для Футеровки зон подогрева и охлаадения,' теплообмекных устройств цементных вращающихся печей свидетельствуй об их зысо- і кои эффективности. ' однако попытки создания бетонных Футсровок зоны спекания заметного успеха не имели.
Вышеизложенное свидетельствует о перспективности и актуальности научно-исследовательских райот по 'созданию эффективных ааростойких бетонов для Футеровки зоны спекания вращающихся клинкерообжигательных печей.
Работа проводилась в соответствии с координационным планом научно-исследовательских работ Академии наук РФ по проблеме "Физико-химические основы получения новых ааростойких неорганических материалов" (2.23.6), По Межвузовской fffll "йрхнгектура и строительство" и планам НИР КГСУ.
Цель и задачи работа. Основной цельи диссертационной работы является разработка эффективного жаростойкого бетона для Футе-, ровки зоны спекания цементных вращающихся печей, обладающего высокой термостойкостью и повышенной устойчивостью к действии клинкерного расплава, на основе шлаков феррохроиового производства.
- 4 -Для достижения поставленной цели необходимо было реыить следующие задачи:
обоснование выбора компонентов вяаущего и заполнителя ааростоикого бетона;
определение оптимального состава композиционного вянущего и изучение его свойств;
исследование зависимостей активности вяаущего от технологических Факторов;
подбор рационального состава ааростоикого бетона:
исследование физико-химических процессов, протекавших в бетоне при сушке, оБвиге и эксплуатации;
исследование зависимостей физико-технических свойств жаростойкого бетона от технологических параметров приготовления бетонной смеси, формования и реаимов тепловой обработки изделий из ааростоикого бетона;
исследование термомеханических и теплофизических свойств ааростоикого бетона;
разработка технологии изделий из ааростоикого бетона для Футеровки зоны спекания цементных вращающихся печей;
промышленная апробация разработанного ааростоикого бетона и анализ результатов проведенных испытаний;
обоснование технико-экономической эффективности производства и применения ааростоикого бетона в качестве футеровки зоны с.пекания цементных вращавдихся печей.
Научная новизна работы заключается в создании защитной "буферной" зоны на поверхности футеровки, выполненной из жаростойкого бетона, в процессе его первого нагревания во вращающейся кликкерообяигательной печи, препятствующей проникновению клинкерного расплава в "глубь фугеровочного материала.
Это является отличительной особенностью разработанного «а---ростойкого бетона от ранее созданных, в которых формирование защитной зоны осуществлялось в первые часы эксплуатации футеровки при непосредственном контакте с силикатным расплавом, за счет изменения фазового состава связки в направлении "форстерит * ионгичеллит *»иервиниг — двухкальциевай силикат".
Доказана эффективность введения в состав вяжущего ааростоикого бетона кальцийсодерващей добавки,в виде самораспадающегося илака низкоуглеродистого феррохрома, содераащего в_.своем хими^ ческом составе повышенное количество оксида кальция и позволя-
СЦеПИ ПОЛУ'-НТЬ MepBftHHrOBUft COCTdtf СВЯЗКИ".
Выявлены основные закономерности протекания физико-химических процессов в композиционном пякущем и ааростпйкои бетоне на его основе в период суики, обкига и эксплуатации при взаимодействии с клинкерным расплавом, определен качественный состав новообразований при различных температурах.
Установлены закономерности изменения прочности, пористости и огнеупорности композиционного силикат-натриевого вяаущего от содержания силикат-глыба о его составе, тонкости помола и режимов тепловой обработки»
Получены закономерности прочностных показателей жаростойкого бетона от содержания йлака углеродистого феррохрома в составе заполнителя бетона при различных температурах, гранулометрического' состава заполнителя, водо-твердого отноиения, реїимов виброуплоткения и тепловой обработки, необходимые для оптимизации технологии каростойкого оетона.
Выявлены закономерности изменения термокеханических и теп-лофизических характеристик жаростойкого Оетона -с прочности при сжатии в нагретой состоянии, деформации под нагрузкой, козфтч-циента линейного термического расширения, огневой усадки, термостойкости) от состава бетона и температуры нагрева,
Практическая значимость раЬоты. Выполнен комплекс исследований, позволивший получить ааростойкий бетон, отвечающий требованиям эксплуатации огнеупорных материалов для Футеровки зоны спекания врацапщихся клинкерообжигательных печей и овладарний высокой термостойкостью и повышенной клинкероустойчивостыз, оптимизированы основные технологические параметры изготовления бетонных изделий.
Разработана технология' жаростойкого бетона, позоолящая организовать производство изделий из жаростойкого бетона непосредственно на предприятии-потребителе огнеупорных изделий.
По своим технико-экономическим показателям разработанный жаростойкий бетон значительно превосходит обжиговые огнеупоры: расход футеровочного материала на 1 т цементного клинкера спивается на 12,5,,.21,5 У., расход условного топлива на 1 т Футеровочного материала уменьшается на 140... 180 кг, технологический цикл производства сокращается в Й,..8 раз.
Внедрение результатов. Опытно-промышленная апробация разработанного жаростойкого бетона с применением алаков феррохромо-
вого производства осуществлялась в условиях Карагандинского цементного завода Ш "Карагандацемент").
Шштные блоки находились в эксплуатации в зоне спекания цементной вращапщейся.печи габаритами ?/b,4 х 95 м, раоотавщей по сухому способу, в течение 176 суток.
Результаты испытания жаростойкого бетона позволяют установить, что изделия из їаростоикого бетона удовлетворяют основным требованиям, предъявляемым к огнеупорам для футеровки зоны спекания цементных вращающихся печей.
Овидаемый экономический эффект от внедрения изделий из разработанного «аростойкого бетона составляет оолее !50 тыс. руб. на I т (в ценах на 1 марта 19У5 г.).
Апробация работы. Результаты работы докладывались на еае-годннх научно-технических конференциях научных работников, специалистов и студентов в МГСУ и Акмолинской инаенерно-строитель-нои институте 11334 г. и 1995 г.).
На защиту выносятся:
теоретические и экспериментальные исследования по созданию жаростойкого материала на основе шлаков феррохромового производства;
подбор рационального состава жаростойкого бетона, рекомендуемые технологические параметры приготовления бетонной смеси, формования изделии, режимов термообработки и их влияние на эксплуатационные свойства' бетона;
результаты Физико-химических исследований процессов, происходящих в яаростоиком бетоне при сушке, при различных температурах обяига и в процессе эксплуатации;
исследования теплофизических и термомеханических характеристик каростойкого бетона;
технология изготовления изделий из жаростойкого бетона с' применением шлаков феррохоромового производства для футеровки зоны спекания цементных вращающихся печей;
результаты опытно-промыиленного испытания їаростоикого бетона в заводских условиях и расчет технико-экономической эффективности производства и применения изделий из разработанного жаростойкого бетона.
Объем и структура диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырехглав, основных выводов, списка использованной литературы и прилоаений. Общий объем ра-
