Вращающиеся печи, являющиеся ключевым оборудованием в высокотемпературной промышленности, требуют использования огнеупорных материалов для футеровки, которые непосредственно влияют на срок службы печи и стабильность производства. В условиях экстремально высоких температур, механического износа и химической коррозии огнеупорные бетонные смеси стали предпочтительным материалом благодаря своим превосходным характеристикам. В частности, муллитокорундовая бетонная смесь (СМКБ), содержащая композитную кристаллическую структуру из высокоглиноземистого корунда (Al₂O₃) и муллита (3Al₂O₃·2SiO₂), демонстрирует исключительную термостойкость, устойчивость к термическим ударам и коррозионную стойкость, что делает ее ключевым материалом для футеровки вращающихся печей.

В конструкции футеровки вращающихся печей СМКБ применяется в трех основных зонах. Во-первых, это рабочая футеровка корпуса печи, особенно в зоне горения и участках с интенсивным движением материала, где температура превышает 1300°C. Высокое содержание глинозема и игольчатая структура муллита в СМКБ обеспечивают эффективную защиту от высокотемпературной ползучести и абразивного износа. Во-вторых, это горловина и хвостовая часть печи, где значительные температурные колебания и термические напряжения требуют материалов с превосходной объемной стабильностью и устойчивостью к отслаиванию - характеристики, которые полностью обеспечивает СМКБ благодаря низкой пористости и высокой прочности сцепления. В-третьих, смесь используется для ремонта поврежденных участков футеровки, где локальные повреждения (износ или отслоение) могут быть быстро восстановлены с помощью СМКБ на кремнезольном связующем, что позволяет оперативно восстанавливать целостность конструкции печи.

Технология монтажа СМКБ требует строгого соблюдения регламента работ. На подготовительном этапе необходимо тщательно очистить внутреннюю поверхность барабана от остатков старой футеровки и установить анкеры Y- или V-образной формы из жаропрочной стали марки 310S. Анкеры длиной 150 мм и диаметром 10 мм монтируются с шагом 250 мм в шахматном порядке. Для компенсации разницы теплового расширения все анкерные элементы покрываются битумным составом. При приготовлении смеси порошок СМКБ тщательно смешивается с кремнезольным связующим в строгой пропорции (обычно 3-5% от массы порошка) с использованием принудительного смесителя в течение не менее 3 минут для обеспечения однородности состава.

Процесс заливки требует особого внимания к деталям. Сначала изготавливается деревянная опалубка по радиусу печи с учетом толщины футеровки, при этом через каждые 2000 мм по окружности оставляются деформационные швы шириной 3-5 мм. Из-за горизонтального положения печи заливка выполняется в два этапа: сначала нижняя половина, затем верхняя. В процессе заливки смесь непрерывно вибрируется до появления цементного молока на поверхности без пузырьков воздуха. Стыковочные поверхности между слоями должны быть насечены для обеспечения прочного сцепления. После заливки опалубка снимается через 24 часа, после чего следует естественное твердение в течение минимум 3 суток, а при низких температурах требуется дополнительная теплоизоляция.

Термическая обработка имеет решающее значение для достижения оптимальных характеристик. Для новой футеровки применяется постепенный нагрев: от комнатной температуры до 150°C со скоростью 15°C/час с последующей выдержкой 24 часа; затем нагрев до 350°C с той же скоростью и выдержкой 30 часов; выше 350°C - плавный подъем до рабочей температуры без резких перепадов. Для ремонтных работ допустим ускоренный режим: через 4 часа после заливки опалубка снимается, и печь нагревается до 600-800°C с выдержкой 3 часа при постоянном вращении для равномерного прогрева, что значительно сокращает время ввода в эксплуатацию.

Ключевые аспекты технологии включают: строгий контроль содержания воды (избыток снижает прочность), правильное устройство деформационных швов, использование уникальных свойств кремнезольного связующего (формирование наноструктурной сетки для быстрого твердения и высокой термостойкости), а также защиту анкеров битумным покрытием для компенсации теплового расширения.

Практический опыт подтверждает значительные преимущества смеси СМКБ. Переплетенная структура муллитовых кристаллов существенно повышает устойчивость футеровки к термическим ударам, износу и коррозии. Применение СМКБ на кремнезольном связующем для ремонтных работ позволяет сократить сроки ввода оборудования в эксплуатацию на 2-4 года по сравнению с традиционными технологиями при одновременном снижении затрат на обслуживание. Доказано, что правильно смонтированная футеровка из СМКБ стабильно работает при температурах до 1300°C, значительно продлевая ресурс печи.

Перспективы развития связаны с растущими требованиями промышленности к надежности оборудования и энергоэффективности. Дальнейшая оптимизация состава СМКБ и технологии монтажа позволит расширить диапазон рабочих условий, обеспечивая более эффективные и экологичные решения для высокотемпературных промышленных печей. Стандартизация и совершенствование технологии монтажа СМКБ от рабочей футеровки до ремонтных работ остаются ключевыми факторами обеспечения долгосрочной стабильной работы печных агрегатов.