Когда слышишь про облицовку поверхности огнеупорным кирпичом, многие сразу представляют ровные ряды шамотных блоков в печи. Но на деле всё сложнее — тут и марки огнеупоров, и подготовка основания, и даже температурные швы, которые новички вечно забывают. Вот возьмём карбид бора — материал, который мы используем в высокотемпературных зонах. Не каждый кирпич с ним совместим, и это частая ошибка при проектировании футеровки.
Если говорить про промышленные печи, где температуры под 1500°C, обычный шамот не годится. Я как-то видел, как на заводе в Яане пытались сэкономить на футеровке для зоны синтеза карбида бора — через месяц кирпич поплыл. Пришлось срочно ставить корундовый. Кстати, у ООО Шимань Босэн Технолоджи Абразив в тех же печах для глубокой переработки карбида бора используют многослойную футеровку — внутри высокоглинозёмистый кирпич, потом изоляция. Это дороже, но ресурс в разы выше.
Марка 'Хуангэн' — их фирменный продукт — требует особых условий обжига. Мы как-то вели реконструкцию печи на их производственной линии в 2015 году. Там важно было не просто подобрать кирпич, а рассчитать тепловое расширение для конкретных температурных режимов. Ошибка в 5-10% пористости может привести к трещинам при циклических нагрузках.
Вот смотрите: при мощности линии в 3000 тонн карбида бора в год тепловые потери через футеровку должны быть не больше 3%. Это достигается не только толщиной кладки, но и правильной перевязкой швов. Я всегда советую делать расчёты для конкретной зоны — в районе горелок нужен кирпич с повышенной стойкостью к термоударам, а в зоне охлаждения можно сэкономить на материале.
Многие до сих пор кладут огнеупорный кирпич на цементный раствор — это катастрофа при температурах выше 1000°C. Надо использовать специальные мертели, причём их состав должен соответствовать химии кирпича. Помню, на одном из объектов в Сычуани пришлось демонтировать всю кладку из-за несовместимости раствора с высокоглинозёмистым кирпичом — швы выкрошились за две недели.
Температурные швы — отдельная тема. Их расчёт ведётся с учётом не только нагрева, но и химической агрессии среды. В печах для карбида бора, например, важно учитывать возможное образование боросиликатных плёнок на стыках. Если шов слишком узкий — кладку разорвёт, слишком широкий — получим локальные перегревы.
Иногда вижу, как монтажники игнорируют инструкции по сушке футеровки. А ведь от этого зависит 50% ресурса! После ремонта на производственной линии мощностью 2000 тонн в Шимань Босэн мы три дня вели прогрев по специальному графику — сначала 100°C/сутки, потом плавный выход на рабочие температуры. Результат — кладка служит уже пятый год без ремонта.
В производстве карбида бора есть участки, где обычный огнеупор быстро разрушается из-за паров борной кислоты. Тут нужен кирпич с минимальным содержанием кремнезёма — лучше корундовый или на основе циркония. Кстати, на сайте cn-boroncarbide.ru есть технические требования к футеровке для их оборудования — полезно почитать перед заказом материалов.
Важный момент — когда в 2014 году запускали первый этап проекта в промышленном парке Чжума, пришлось полностью пересмотреть подход к футеровке зоны синтеза. Инженеры ООО Шимань Босэн Технолоджи Абразив тогда настаивали на использовании кирпича со специальным покрытием — дорого, но оправдано. Сейчас вижу, что решение было правильным: на аналогичных производствах с обычной футеровкой ремонты требуются в 3 раза чаще.
Ещё из практики: в зонах с перепадом температур лучше использовать клиновые кирпичи особой формы. Мы как-то экспериментировали с прямыми блоками в криволинейных участках — получили щели до 5 мм. Пришлось перекладывать с дополнительной подрезкой, что увеличило сроки на две недели.
Регулярный осмотр футеровки — это не просто 'посветить фонариком'. Мы всегда используем пирометры и тепловизоры, особенно в зонах возле газовых трактов. На том же производстве карбида бора в Яане раз в квартал делают полную термографию — выявляют участки с аномальным нагревом до того, как появятся сквозные прогары.
Опытный мастер может многое определить по цвету кирпича после эксплуатации. Если появился стекловидный налёт — значит, температура была выше расчётной. Белесые потёки — признак химической коррозии. На линии глубокой переработки в Шимань Босэн после каждого цикла берут пробы материала футеровки для лабораторного анализа — дорого, но позволяет прогнозировать ресурс.
Часто забывают про анкерные системы — они должны быть из того же класса материалов, что и кирпич. Видел случай, когда стальные анкера в высокоглинозёмистой кладке за полгода прогорели, и вся конструкция начала деформироваться. При капитальном ремонте в 2015 году на их производстве перешли на керамические анкера — проблема исчезла.
Когда считают стоимость облицовки поверхности огнеупорным кирпичом, часто ориентируются на цену за штуку. Это ошибка — надо считать стоимость за тонну продукции или за цикл между ремонтами. У того же карбида бора марки 'Хуангэн' при выходе на полную мощность в 100 миллионов юаней в год даже 10% потерь от плохой футеровки — это миллионы убытков.
Инвестиции в основной капитал в 50 миллионов юаней, о которых говорится в описании компании — это в том числе и современные решения по футеровке. Заметил, что после модернизации в 2015 году они смогли увеличить межремонтный пробег печей с 8 до 15 месяцев. Это прямое следствие грамотного подбора материалов и качественного монтажа.
Сейчас многие пытаются экономить на изоляции, не понимая, что это ложная экономия. Лучше сделать комбинированную кладку — рабочий слой из дорогого высокотемпературного кирпича, а потом эффективная изоляция. Так и температурный режим стабильнее, и расход топлива снижается. На новых линиях в Шимань Босэн именно такой подход и используют — кстати, это одна из причин, почему их продукцию признают по качеству.
