Вогнетривкі волокна – теплозбереження на виробництві

Зростання цін на енергоносії активізувало пошук технічних рішень, що забезпечують мінімізацію втрат тепла на різних агрегатах високотемпературних виробництв, насамперед хімічної та металургійної промисловості. Одним із найбільш доступних та ефективних засобів економії енергоресурсів за рахунок теплозбереження є застосування волокнистих вогнетривких матеріалів.

ПАТ «Український науково-дослідний інститут вогнетривів ім.А.С. Бережного» та ПАТ «Синельниківська теплоізоляція» спільно розробили та стандартизували ТУ У 26.2-00190503-275:2005 «Вироби (фетр, блоки) вогнетривкі мулітокремнеземисті теплоізоляційні волокнисті цирконій-змісткі матеріали».

Зазначені фетр та блоки призначені для застосування, як правило, при температурах 1300 -1400°С у робочому (незахищеному) пласту футерування теплових агрегатів, що не піддаються дії розплавів, агресивних газових середовищ та абразивних потоків.

Фетр та блоки за ТУ У 26.2-00190503-275:2005 поділяються на марки МКРЦФ-150 SINTIZ^®, МКРЦФ-155 SINTIZ^®, МКРЦФБ SINTIZ^®.

Зміст ZгО₂ у фетрі становить 10-15%. Фізико-хімічні показники фетру та блоків з мулітокремнеземистих цирконій-змістких волокон повинні відповідати певним вимогам:

• масова частка у перерахунку на гартованну речовину щонайменше: Аl₂О₃ — 45%; ZгO₂-10%; Аl₂О₃ + SiО₂ + ZгO₂ = 97%;
• зміна маси при гартуванні не більше 1,0%;
• щільність, що здається: МКРЦФ-150 SINTIZ^® не більше 150 кг/м³; МКРЦФ-155 SINTIZ^® не більше 155 кг/м³; МКРЦФБ SINTIZ^® в межах 150-250 кг/м³;
• межа міцності на розрив фетру щонайменше 0,01 Н/мм²;
• розміри та граничні відхилення за розмірами зазначеного фетру та блоків повинні відповідати вимогам, наведеним у таблиці.

Вимоги до розмірів та граничних відхилень розмірів, цирконій-змістких фетру та блоків ТМ «SINTIZ^®»

Таблиця

Ще у 2004 році ПАТ «Синельниківська теплоізоляція» спільно з ТОВ «Практика» (м. Запоріжжя) виготовило та змонтувало з використанням блоків МКРЦФБ SINTIZ^® футерування 22 склепінь печі випалу електродів на ПАТ «Укрграфіт» (м. Запоріжжя).

У березні 2005 року було виготовлено та змонтовано з блоків МКРЦФБ SINTIZ^® футерування дослідного склепіння печі випалу електродів на ПАТ «Новочеркаський електродний завод».

Раніше, футеровку склепінь печей випалу електродів виготовляли з вогнетривкої цегли марки ШБ – 5 і легковажних виробів марки ШЛ-1, 3 або імпортних модульних блоків. Впровадження футерування склепінь названих печей модульними блоками МКРЦФБ SINTIZ^® виробництва ПАТ «Синельниківська теплоізоляція» дозволило зменшити масу склепіння вдвічі. Фінансові витрати на виготовлення футерування із блоків МКРЦФБ SINTIZ^® виробництва ПАТ «Синельниківська теплоізоляція» знизилися вдвічі порівняно з витратами при використанні аналогічних зарубіжних матеріалів.

Застосування футерування з блоків МКРЦФБ SINTIZ^® дозволило зменшити витрати газу при експлуатації зазначених печей на 20-30%. Паралельно з розвитком виробництва фетру та блоків з мулітокремнеземистого цирконій-змістого волокна ПАТ «Синельниківська теплоізоляція» спільно з «Науково-дослідним інститутом склопластиків та волокна» (п.м. Буча, Київської області) освоїв і промислове виробництво суперефективного теплоізоляційного високотемпературного матеріалу – прошивного полотна завтовшки 8-15 мм з мулітокремнеземистого волокна, призначеного для застосування у багатьох галузях для теплоізоляції промислового обладнання, трубопроводів, печей, різних термічних агрегатів, газоходів, котлів та ін. при температурі 1150-1300°С. Полотно прошивного мулітокремнеземистого теплоізоляційного (ХПМ-Т) виготовляють методом прошивки кремнеземною ниткою мулітокремнеземистого волокна і обкладного матеріалу з кремнеземної та скляної тканини.

Виконані дослідження показали, що названий матеріал має наступні теплоізоляційні та теплозахисні властивості: щільність 246 кг/м3, коефіцієнт теплопровідності при 600° С — 0,15 Вт/(м-К).

На замовлення споживачів полотно прошивне може виготовлятися з мулітокремнеземістого цирконій-змістого волокна, що витримує температуру експлуатації до 1600°С. Найбільша потреба у зазначеному матеріалі у чорній та кольоровій металургії, енергетиці, хімічній промисловості.

У чорній металургії полотно прошивне поряд з іншими теплоізоляційними вогнетривкими мулітокремнеземистими матеріалами та виробами з них використовують як теплоізоляційний компенсаційний матеріал для повітронагрівачів доменних печей, ізоляції стін і куполів повітронагрівачів, теплоізоляції термічних, нагрівальних, вертикально-секційних циліндричних та інших типів печей, металопроводів, укриття жолобів для чавуну та шлаку, кришок нагрівальних колодязів, дверей коксових батарей та інших об’єктів.

Зазначені матеріали ефективні також для проміжного (захищеного) пласта футерування. Встановлено, що в чорній металургії 1 тона вогнетривких волокнистих матеріалів дозволяє замінити від 10 до 23 тон традиційних вогнетривів (вогнетривкої цегли) при однаковій теплоізолюючій здатності.

У хімічній промисловості та енергетиці фетр марок МКРЦФ-150 SINTIZ^®, МКРЦФ-155 SINTIZ^®, блоки марки МКРЦФБ SINTIZ^® та полотно прошивної мулітокремнеземистий ХПМ – Т можуть повністю замінити азбест та вироби з нього, виключивши тим самим наявність канцерогенних матеріалів у виробництві.

За редакцією у 2023 р.
В.Л.Мазур (ФТІМС НАНУ), А.І.Рябов, В.В.Мазур (ТОВ «Синтиз»)

В даний час ТОВ «Синтиз» виробляє та гарантує якість теплоізоляційних вогнетривких матеріалів під торговельною маркою «SINTIZ^®» для різних напрямків промисловості, за раніше розробленими та успішно впровадженими технологіями ПАТ «Синельниківська теплоізоляція».