Огнеупорный бетон для установок сухого тушения кокса（УСТК）
Износостойкий огнеупорный бетон для установок сухого тушения кокса (CDQ) представляет собой высокоэффективный неформованный огнеупорный бетон, изготовленный на основе высококачественного высокоглинозёмистого боксита и карбида кремния (SiC) с оптимизированным гранулометрическим составом и комплексным связующим. Продукт обладает комплексом высоких эксплуатационных характеристик: высокая прочность и износостойкость, термическая стойкость, жаростойкость и устойчивость к воздействию восстановительной атмосферы CO.Применение
Материал специально разработан для износостойкой футеровки зон, подверженных непрерывному абразивному износу от трения кокса и эрозии высокотемпературным запылённым газовым потоком, включая камеру охлаждения, первичный циклон (первичный пылеуловитель), коксовые бадьи и транспортные желоба установок сухого тушения кокса. Данный материал является ключевым огнеупорным изделием для обеспечения длительной и безопасной эксплуатации установок сухого тушения кокса, сокращения количества ремонтов и снижения общих эксплуатационных затрат.Описание
Высокоглинозёмисто-SiC композитная система — оптимальное сочетание износостойкости и стойкости к коррозии
В качестве основы используется композиция из высококачественного высокоглинозёмистого боксита (Al₂O₃ ≥ 80%) и зелёного карбида кремния (SiC ≥ 15%). Высокоглинозёмистый шамот (с полной муллитизацией) обеспечивает превосходную прочность скелета структуры, огнеупорность и высокотемпературную объёмную стабильность. Зелёный карбид кремния является третьим по твёрдости материалом после алмаза и карбида бора (твёрдость по Моосу 9,5). Частицы SiC, введённые в состав, придают поверхности материала исключительно высокую устойчивость к истиранию. При непрерывном воздействии падающего кокса (твёрдость по Моосу ≈ 5–6) и абразивном трении в установках сухого тушения кокса частицы SiC значительно замедляют скорость потери массы и продлевают срок службы футеровки.Устойчивость к восстановительной атмосфере CO — специальная разработка для условий сухого тушения кокса
Циркулирующий газ в камере охлаждения установок сухого тушения кокса состоит в основном из N₂, но содержит определённое количество CO (образующегося при горении остаточного кокса в циркуляционном газе и при термическом разложении кокса). При высоких температурах (800–1000°C) и в атмосфере CO примеси Fe₂O₃ в обычных высокоглинозёмистых бетонах могут восстанавливаться CO до FeO и даже до металлического Fe, что катализирует реакцию диспропорционирования CO (2CO → C + CO₂). Образующийся углерод отлагается в порах, вызывая разрушение структуры материала. Данный продукт изготавливается из сырья с низким содержанием железа (Fe₂O₃ ≤ 1,2%) и дополнен SiC, который термодинамически стабилен в атмосфере CO и не подвергается восстановлению. Кроме того, образующаяся при окислении SiC плёнка SiO₂ покрывает поверхность материала, дополнительно защищая его от проникновения CO вглубь структуры.Высокая плотность и прочность — устойчивость к эрозии газовым потоком и коксовой пылью
Благодаря точному гранулометрическому составу и применению высокоэффективных суперпластификаторов достигается хорошая удобоукладываемость при низком водосодержании (5–7%). После твердения и обжига материал имеет объёмную плотность ≥ 2,70 г/см³ и предел прочности при сжатии ≥ 80 МПа (после обжига при 1100°C × 3 ч). Высокая плотность и низкая пористость (кажущаяся пористость ≤ 16%) обеспечивают эффективную защиту от эрозии высокоскоростным потоком циркуляционного газа с частицами коксовой пыли в установках сухого тушения кокса, предотвращая постепенное истирание поверхности по принципу «пескоструйного эффекта».Термостойкость — адаптация к частым температурным колебаниям
В циклическом режиме работы установок сухого тушения кокса (загрузка горячего кокса при ~1000°C и выгрузка охлаждённого кокса при ~200°C) футеровка камеры охлаждения подвергается частым температурным перепадам. Высокая теплопроводность и низкий коэффициент термического расширения SiC (4,5×10⁻⁶/°C) придают материалу отличную термостойкость. Материал выдерживает не менее 20 циклов термоудара (водяное охлаждение с 1100°C) без образования сквозных трещин.Технические характеристики
| Наименование | ASiC-65 тяжелый | ASiC-50 легковесный |
|---|---|---|
| Al₂O₃ % ≥ | 65 | 50 |
| SiC % ≥ | 15 | 10 |
| Fe₂O₃ % ≤ | 1.2 | 1.5 |
| Объемная плотность 110°C×24ч, г/см³ ≥ | 2.65 | 2.20 |
| Объемная плотность 1100°C×3ч, г/см³ ≥ | 2.70 | 2.25 |
| Предел прочности на сжатие 110°C×24ч, Мпа ≥ | 60 | 30 |
| Предел прочности на сжатие 1100°C×3ч, Мпа ≥ | 80 | 40 |
| Предел прочности на изгиб 110°C×24ч, Мпа ≥ | 10 | 5 |
| Предел прочности на изгиб 1100°C×3ч, Мпа ≥ | 14 | 7 |
| Дополнительная усадка 1100°C×3ч, % ≤ | -0.3~+0.3 | -0.3~+0.3 |
| Термостойкость (1100°C, водяное охлаждение), циклы ≥ | 20 | 18 |
| Износ при комнатной температуре, см³ ≤ | 4.0 | 6.0 |
| Рабочая температура °C | 1400 | 1200 |
Свойства при укладке
| Наименование | Рекомендуемое значение |
|---|---|
| Добавляемая вода, % | 5.5–7.5 |
| Время перемешивания, мин | 5–8 |
| Растекаемость массы при вибрации, мм | 140–180 |
| Способ нанесения | Виброзаливка |
| Температура окружающей среды при нанесении, °C | 5–35 |
| Время естественного твердения, ч, ≥ | 24 |
| Режим сушки (прогрева) | Медленный нагрев до рабочей температуры со скоростью нагрева не более 25°C/ч. |
| Жизнеспособность смеси при 20°C, мин, ≥ | 45 |