Автор: А.Н.МАНКЕВИЧ, генеральный директор,
С.В.ГОРБАТКО, инженер-технолог, ООО «НВП «МАК», Донецк
Источник: Вісник Національного технічного університету «Харківський політехнічний інстітут». Збірник наукових праць. Тематичний випуск «Хімія, хімічна технологія та екологія» – Харків: НТУ «ХПІ». – 2004. – № 40. – 175 с.
Проблема сохранения кладки коксовых батарей в Украине актуальна. Средний возраст работающих батарей достиг 20 лет и более. Изношенность основных фондов коксовых цехов в среднем по отрасли составляет 65%. В коксохимической промышленности практически прекращено обновление основных производственных фондов. Всё сводится к поддержанию в эксплуатации самих коксовых батарей - без реконструкции и технического перевооружения предприятий. В этих условиях ссущественно возрастает значение верного выбора способа ремонта кладки для поддержания в эксплуатации коксовых батарей. Вопрос выбора наиболее экономически и технически целесообразных способов ремонта кладки коксовых печей, особенно при наличии очень изношенного печного фонда, имеет важное значение с точки зрения продления срока службы коксовых батарей и производства необходимого количества кокса.
Кладка камеры коксования в процессе работы подвергается непрерывным колебаниям температуры, по высоте косых ходов в пределах 800-700 °С. На кладку также механически воздействует движущаяся масса кокса, негативное воздействие оказывают углеродистые отложения, образующиеся в углублениях и трещинах камеры коксования, а также аварийные остановки с охлаждением кладки. Все это приводит к тому, что после тушения 200-400 тыс. т кокса разрушаются перекрытия косых ходов, открываются нижние ряды форкамеры, образуются трещины на консолях и раковины глубиной до 170 мм из-за выкрашивания кирпича.
Разработка, исследования, внедрение различных термокерамических методов ремонта камер коксования дали возможность определить оптимальный способ - керамическая наплавка, которая обеспечивает восстановление первоначальной формы огнеупора близкими по составу и свойствам материалами.
Это стало возможным благодаря особенностям данной технологии:
В Украине одной из организаций, которые занимаются разработкой и внедрением новых методов горячих ремонтов, является ООО Научно-внедренческое предприятие механизации, автоматизации коксохимии (ООО
НВП
которое стало правопреемником Базовой центральной лабораторией автоматизации и механизации коксохимического производства (БЦЛАМ) Донецкого коксохимического завода. МАК
)
История предприятия начинается с 1982 г., когда при Донецком коксохимическом заводе была создана БЦЛАМ, где в конце восьмидесятых, начале девяностых годов прошлого века были проведены исследования и разработана оригинальная технология восстановления кладки камер коксования, которая получила название Метод керамической наплавки
. Первые ремонты этим методом были проведены в коксовых цехах Донецкого и Авдеевского коксохимических заводов.
Только в 1986 - 1989 годах методом керамической наплавки было проведено более 1000 ремонтов на 300 камерах коксовых батарей 17 коксохимических заводов и коксохимпроизводств, в том числе Авдеевском, Алтайском, Горловском, Донецком, Днепродзержинском, Енакиевском, Запорожском, Кемеровском, Криворожском, Мариупольском, Макеевском, Ясиновском коксохимических заводах, Московском коксогазовом заводе, Западно-Сибирском, Челябинском металлургических комбинатах.
В 1991 г. БЦЛАМ была выделена в МГП МАК
, реорганизованное затем в ООО /НВП МАК
.
К концу девяностых годов по технологии ООО /НВП МАК
было проведено восстановление огнеупорной кладки:
Перед проведением ремонта камеры коксования её герметизируют теплоизоляционным секционным экраном. После этого ремонтируемый участок кладки очищают от графита, разрушенного кирпича, посторонних отложений с помощью пневмоинструмента. Недостаточная очистка ремонтируемых участков кладки является причиной плохого сцепления материала кладки с наплавкой. Торкрет-смесь, состоящую из огнеупорной и топливной составляющих, загружают в камерный насос аппарата керамической наплавки, откуда она в потоке воздуха по шлангу через торкрет-фурму, введённую в рабочее пространство печи, поступает к ремонтируемому участку огнеупорной кладки, имеющей температуру не менее 700 °С. При попадании торкрет-смеси на раскалённую поверхность её топливная составляющая вспыхивает, при этом, благодаря подаче окислителя (кислорода), образуется устойчивый факел горения. Наплавщик, поддерживая торкрет-фурму, регулирует процесс наплавления по изображению, поступающему на монитор от водоохлаждаемой видеокамеры, сфокусированной на ремонтируемый участок кладки. Благодаря выделению тепла при протекании экзотермической реакции окисления топливных компонентов торкрет-смеси (температура процесса > 2000 С) происходит расплавление огнеупорных частиц торкрет-смеси во премя их пролёта через зону горения и размягчение поверхности огнеупорной кладки. Топливные составляющие, окисляясь, образуют огнеупорные оксиды. При этом происходит заполнение дефектов кладки расплавленным огнеупорным материалом. При охлаждении наплавленной массы до рабочей температуры кладки происходит кристаллизация расплава и образование монолитной структуры, которая по своим основным физико-химическим показателям сходна с материалом кладки.
Для качественного выполнения керамической наплавки необходимо строго выдерживать основные параметры процесса: расход кислорода, расход воздуха, поступающего в аппарат от источника сжатого воздуха, скорость потока материала на выходе из сопла торкрет-формы.
Технология керамической наплавки применима для ремонта повреждений любой сложности и позволяет устранить следующие дефекты кладки камеры коксования:
МАКизначально был задуман как альтернативный мокрому торкретированию, выполняемому заводским персоналом при текущих ремонтах. Поэтому основными тре бованиями при его разработке были простота, надежность и безопасность в эксплуатации оборудования. Предприятие постоянно совершенствует метод керамической наплавки и оборудование для ремонта огнеупорной кладки. Главной задачей предприятия является постоянное повышение качества предоставляемых услуг.