Повышение эксплуатационных свойств шамотных огнеупоров для тепловых агрегатов плазменным нанесением покрытий

• Автор: Коновалов, Николай Михайлович
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 136 с.

ВВЕДЕНИЕ.
1. ШАМОТНЫЕ ОШНЕУПОРЫ ДЛЯ ТЕПЛОВЫХ АГРЕГАТОВ, АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ВОЗМОЖНОСТИ УВЕЛИЧЕНИЯ

ИХ ДОЛГОВЕЧНОСТИ.

1 Л. Возможные пути улучшения эксплуатационных свойств шамотных огнеупоров.

1.2. Перспективы и возможности модификации поверхности огнеупорных

изделий низкотемпературной плазмой

ГЗ.Опыт использования плазменных технологий в огнеупорной промышленности

1.4. Исходные предпосылки для проведения работы и постановка задач исследований.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ ОБЪЕКТОВ, МЕТОДОЛОГИЯ РАБОТЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Шамотные огнеупоры, используемые на Белоаской ГРЭС.

2.2. Характеристики, высокоогнеупорных порошков для нанесения покрытий на шамотные изделия и способы их подготовки.
2.3. Методика нанесения высокоогнеупорных покрытий на шамотные изделия с помощью низкотемпературной плазмы.
2.4. Методики определения физихомеханичеекпх и физикохимических свойств шамотных огнеупоров с оплавленной поверхностью
2.4.1. Определение прочности сцепления покрытия с основой шамотнох огнеупора.
2.4.2. Определение пористости покрытия
2.4.3.Определение термостойкости шамотных изделий с высокотемпературными покрытиями
2.5. Методы исследования фазового состава и структуры покрытия
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ПРОЦЕССА ПЛАЗМЕННОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА ШАМОТНЫЕ ИЗДЕЛИЯ, РАЗРАБОТКА УСТАНОВКИ И ТЕХНОЛОГИИ
3.1. Разработка установки для обработки огнеупорных изделий движущимся электродуговым разрядом
3.2 Влияние магнитного поля, тока на характер движения дуги по сложной конфигурации электродов.
3.3 Исследование тепловых характеристик плазменных струй и кпд генератора
3.4 Исследование эрозии электродов генератора плазмы и оптимизация его узлов.
4. РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ ВЫСОКООГНЕУПОРНЫХ ПОКРЫТИЙ И ТЕХНОЛОГИИ НАНЕСЕНИЯ НА ПОВЕРХНОСТЬ ШАМОТНЫХ ИЗДЕЛИЙ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМОЙ
4.1. Предварительный выбор составов покрытий в системе АЬОгБЮггЮг.
4.2. Фазовый состав высокотемпературных плазменных покрытий и его изменение при температурных режимах эксплуатации
4.3.Стойкость высокотемпературного покрытия на шамотных огнеупорах к температурным перепадам.
4.4. Разработка технологии нанесения высокотемпературных покрытий на шамотные изделия с помощью низкотемпературной плазмой.
4.5. Технологические параметры процесса и свойства защитного покрытия на шамотных изделиях.
4.6. Технологическая линия создания защитных плазменных покрытий на шамотных изделиях
4.7. Назначение и технические характеристики основного технологического оборудования комплекса по созданию плазменных покрытий на шамотных изделиях.
4.8. Промышленная апробация технологии получения защитных покрытий на шамотных огнеупорах низкотемпературной плазмой.
4.9. Перспективы плазменных технологий
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
Введение
Актуальность


Одни огнеупорные материалы контактируют с различного рода расплавами стекольными, шлаковыми, расплавами металлов и т. Поэтому основными требованиями к таким огнеупорам является их высокая плотность и прочность, определенный химический состав. Другие огнеупорные материалы используются лишь в газовой среде, в менее агрессивных условиях. Третьи предназначены для службы в условиях многократного попеременного нагревания и охлаждения, поэтому должны обладать высокой термической стойкостью 1. Огромное значение имеет строение огнеупора наличие и характер пор и состояние поверхности. Стойкость пористого огнеупора, особенно если поры крупные, открытые и сообщаются между собой, может оказаться в несколько раз и даже в несколько десятков раз меньше, чем у соответствующего плотного, непористого огнеупора. Уменьшение размеров зерен при правильном подборе зернового состава и повышение температуры обжига огнеупоров вызывает уменьшение размеров пор, повышает стойкость материала к разъеданию. Неравномерности на поверхности огнеупора и трещины в нем усиливают его разъедание 2. В настоящее время пока еще нет огнеупорных материалов, сочетающих в равной мерс все рабочие свойства необходимые для устойчивости службы в любых условиях. Каждый вид огнеупорного материала характеризуется присущими лишь ему свойствами, на основании которых определяется область его рационального применения 1. Началом службы огнеупора в печи можно считать начало разогрева выводки печи после постройки или ремонта. При этом в теле огнеупора возникает та или иная разность температур, вызывающая соответствующие механические напряжения. Когда превышена допустимая для данного огнеупора и данных условий скорость нагрева, на огнсунорс появляются трещины или даже откалываются его куски. После окончания разогрева печи огнеупоры длительное время находятся под действием высоких температур 2. Для реконструкции и сооружения доменных, сталеплавильных, медеплавильных, цементных, стекловаренных и других печей и теплозых агрегатов требуется большое количество разнообразных огнеупорных материалов огнеупоров. Большинство огнеупоров мелкоштучные изделия, из которых в ручную выполняют кладку различной конфигурации. Для индустриализации и сокращения сроков кладки и футеровки тепловых агрегатов расширяется производство крупных огнеупорных бетонных блоков и панелей, а также нсформованных огнеупоров 3. Известно, что производство штучных обожженных огнеупорных изделий и выполнение футеровки из них отличается большими затратами труда, который плохо поддается механизации. Поэтому увеличить срок службы огнеупоров хотя бы в два раза даст значительную экономию 4,5. Огнеупорная футеровка промышленных печей и топок подвержена химическому воздействию продуктов сгорания топлива, расплавов, материалов, которые плавятся или обжигаются в печах. Степень разрушения огнеупорных материалов от этих воздействий зависит от химического состава среды, температуры процесса, а также от химического состава и пористости самого огнеупора. В практике редко встречается изолированное воздействие только одного из перечисленных разрушающих факторов. Иногда воздействие шлака одновременно вызывает размягчение огнеупорною материала и потерю им строительной прочности. Значительная дополнительная усадка огнеупорного материала при высоких температурах нагрева снижает его термическую стойкость 1,4. Термостойкость широко распространенный вид износа огнеупорных изделий в процессе их службы. Термическая стойкость зависит не только от механических свойств прочности, модуля упругости огнеупорных изделий, но и от термического их расширения, определяющего величину напряжений, а также от теплопроводности и теплоемкости огнеупорных изделий, характеризующих вместе с плотностью интенсивность распространения в них температуры 5,6. Открытая пористость имеет существенное значение, особенно при воздействии на огнеупоры жидких и газообразных агрессивных веществ. Большей частью следует стремиться к применению плотных огнеупоров, но в ряде случаев приходится использовать более пористые в интересах повышения термической стойкости или газопроницаемости 7.