АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1.1 Фосфатные жаростойкие и огнеупорные материалы 7
1.2 Фосфатные системы 25
1.3.2 Технические требования и опыт применения фосфатных
огнеупорных клеев 35
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 39
2.1 Подготовка материалов 45
2.2 Технология приготовления фосфатного огнеупорного клея 45
2.3 Технологическая схема 46
2.4 Способы нанесения клея 49
2.5 Применение фосфатного огнеупорного клея 50
2.6 Методы испытаний и требования к огнеупорным растворам 51
3 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 59
3.1 Исследования влияния добавок на прочность при сжатии 59
4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 71
4.1 Экономическая эффективность 71
5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 74
5.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 75
5.1.1 Микроклимат 75
5.1.3 Электробезопасность 77
5.1.4 Вредные вещества 79
5.1.5 Вибрация 81
5.1.6 Освещение 82
5.1.7 Пожарная безопасность 83
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 88
Огнеупорные материалы и изделия играют огромную роль в современной промышленности и зачастую, именно от их качества зависит эффективное функционирование целых технологических систем. Прежде всего, это относится к черной и цветной металлургии, энергетике, химической промышленности и пр. С каждым годом повышаются требования к применяемым огнеупорам, так как внедряются новые технологии, повышается диапазон рабочих температур, среды становятся более агрессивными [1, 2]. На фоне этого становится очевидным использование новых, более эффективных огнеупорных материалов. Например, как правило, огнеупорная кладка разрушается не по причине разрушения штучных огнеупорных изделий, а из-за разупрочнения связующего слоя, состоящего из огнеупорного раствора. К тому же более эффективно использовать не штучные обжиговые изделия, а жаростойкие огнеупорные бетоны, позволяющие повысить механизацию работ, значительно упростить обслуживание и ремонт футеровок тепловых агрегатов, а также повысить их стойкость, сократить сроки строительства, благодаря возможности изготавливать небольшие партии непосредственно на месте монтажа, а также исключить дорогостоящий обжиг штучных материалов.
Еще с советских времен ведутся работы по созданию новых видов вяжущих веществ. Наиболее перспективным направлением в данном вопросе является использование фосфатных связующих, так как они обладают высокой огнеупорностью и термостойкостью, имеют высокий диапазон рабочих температур (до 1800 °С) [3, 5, 10], имеют хорошие адгезионные свойства, а также отвердевают при умеренных температурах [9, 12, 16]. Приоритетными направлениями в
развитии жаростойких огнеупорных бетонов на фосфатных связках являются снижение себестоимости, повышение жаростойких свойств, а также расширение сырьевой базы. Этого можно достичь, применяя промышленные отходы в качестве наполнителей. Ведь это решает не только проблему замены дефицитных и дорогих традиционных материалов более дешевыми, а порой и более эффективными, но и решает проблему утилизации отходов, что является вопросом экологии. Таким образом, использование промышленных отходов нефтехимии дает снижение себестоимости, расширение сырьевой базы, а также решает вопрос утилизации.
Целью данной работы являлась разработка жидких огнеупорных фосфатных клеев с температурой применения до 1700 ОС на основе высокоглиноземистых и алюмосиликатных промышленных отходов.
Для достижения указанной цели решались следующие задачи:
1. Изучить состояние вопроса и выбрать сырьевые материалы.
2. Исследовать свойства исходных материалов, разработать методику определения прочностных свойств фосфатного клея.
3. Изучить влияние соотношения основных компонентов (отработанный катализатор ИМ 2201 и каолин) и жидко-твердого (Ж/Т) отношения на свойства клеевых композиций.
4. Исследовать влияние нагрева, обеспечивающего более интенсивное формирование в жидкой фазе алюмофосфатов, на свойства клеевых композиций.
5. Исследовать особенности изменений фазового состава клеевых композиций, модифицированных различными добавками, в процессе нагревания.
6. Изучить влияние добавок-модификаторов и Ж/Т отношения на предел прочности при сдвиге клеевой композиции и основные свойства.
7. Оценить экономическую эффективность разработанных клеевых композиций.
Проанализировав данную работу можно сделать следующие выводы:
1. Разработаны модифицированные фосфатные клеи с огнеупорностью не менее 1700 ОС, отличающиеся высокой сохраняемостью (не менее 2 мес.).
2. Показано, что фосфатные системы алюмо- и алюмохромового состава отличаются наиболее высокими огнеупорными свойствами.
3. Исследованы свойства исходных материалов, установлено, что они обладают необходимой дисперсностью и огнеупорностью.
4. Изучено влияние модифицирующих добавок (ВГЦ) на прочность при сдвиге разработанного фосфатного клея
5. Показано, что использование модифицирующих добавок позволяет сохранять текучесть клеев не менее 2 мес.
6. Исследованы физико-химические процессы, протекающие в фосфатном клее при нагревании.
7. Изучены основные жаростойкие свойства клеев, получены клеи с пределом прочности при сдвиге не менее 3,5 МПа.
8. Показана экономическая эффективность разработанных фосфатных клеев.
