Футеровка стекловаренной печи в процессе длительной эксплуатации при высоких температурах подвергается комбинированному физико-химическому воздействию пламени, летучих компонентов шихты и стекломассы, что приводит к локальному износу, отслаиванию или образованию отверстий. Для обеспечения непрерывности производства и предотвращения незапланированных остановок печи технология горячего ремонта становится ключевым средством обеспечения безопасной эксплуатации, продления кампании печи и сохранения ее тепловых характеристик. Данная технология предполагает проведение ремонтных работ на работающей печи без остановки производства и спуска стекломассы, что является одним из центральных элементов технического обслуживания печи.

Техническое значение горячего ремонта

Горячий ремонт — это не просто восстановительная операция, но системная технология управления ресурсом печи. Его техническая ценность проявляется в следующем:

1. Обеспечение непрерывной работы и конструкционной безопасности: Своевременное восстановление критически важных элементов, таких как стенки ванны, своды, форкамеры, восстанавливает их структурную целостность. Это предотвращает распространение локальных повреждений, которое может привести к серьезным авариям, таким как деформация конструкции или прогар, и обеспечивает техническую возможность достижения печью проектного срока службы (как правило, более восьми лет).

2. Поддержание теплового режима и снижение энергопотребления: Повреждение футеровки нарушает тепловую изоляцию и герметичность печи, увеличивая тепловые потери. Эффективный горячий ремонт позволяет восстановить теплоизоляционные свойства конструкции, стабилизировать тепловой режим печи и, как следствие, снизить удельный расход энергии на единицу продукции.

3. Оптимизация технологии и повышение производственной эффективности: В процессе ремонта существует возможность проведения модификаций конструктивно слабых мест, выявленных в исходном проекте или в ходе эксплуатации. Например, оптимизация конфигурации отдельных блоков или каналов может привести к улучшению процесса плавления и увеличению производительности.

Принципы выбора материалов и технологии для горячего ремонта

Ключевым фактором успешного ремонта является совместимость материальных систем. Выбор материалов должен строго следовать следующим принципам: необходимо использовать огнеупоры, идентичные по составу материалу основы, или огнеупорные материалы со схожими коэффициентами теплового расширения и химическими свойствами. Это гарантирует отсутствие нежелательных реакций при высоких температурах и предотвращает образование легкоплавких эвтектик, которые могут привести к разрушению соединения.

В настоящее время технология термоплакирования (также называемая керамической сваркой) стала основным методом точного восстановления критических зон. Ее принцип заключается в следующем: струя кислорода под высоким давлением подает смесь огнеупорного порошка и порошка металлического алюминия на поврежденную высокотемпературную поверхность. Окисление металлического порошка с интенсивным выделением тепла создает локальную температуру выше 2000°C, в результате чего огнеупорный порошок расплавляется и образует металлокерамическое соединение с поверхностью основы.

Успех данной технологии зависит от физико-химической совместимости наплавочного материала с материалом основы. Состав должен быть разработан конкретно для материала ремонтируемой зоны:

• Кремнеземистые своды (например, основной свод): Должны применяться высококремнеземистые наплавочные материалы (SiO₂ > 95%), чье тепловое расширение соответствует динасовому кирпичу, что позволяет эффективно восстанавливать повреждения и отверстия в сводах пламенного пространства.

• Электроплавленный цирконий-корундовый кирпич (AZS): Следует применять наплавочные материалы системы Al₂O₃-ZrO₂-SiO₂. Перед нанесением обязательна операция "очистки от стеклофазы" — удаление легкоплавкого стекловидного слоя, мигрировавшего на поверхность кирпича при высокой температуре, для обнажения свежей основы и обеспечения прочности сцепления.

• Высокоглиноземистая кладка: Рекомендуется использовать высокочистые муллитовые или корундовые наплавочные материалы (содержание Al₂O₃ может достигать 98% и более). Такие огнеупорные материалы обладают превосходной стойкостью к воздействию расплавов и термической стойкостью.

Горячий ремонт стекловаренной печи представляет собой комплексную технологию, объединяющую материаловедение, теплотехнику и инженерную практику. Его успешное выполнение зависит от точной диагностики механизмов разрушения футеровки, глубокого понимания совместимости огнеупорных материалов и точного владения передовыми технологиями наплавки. Системная стратегия горячего ремонта позволяет достичь единства таких целей, как безопасная эксплуатация печи, продление ее срока службы и повышение энергоэффективности, создавая прочную основу для непрерывного, стабильного и экономически эффективного производства стекла.