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耐火材料行業知識

烘爐溫度方案

烘爐是不定形耐火材料施工和使用中的關鍵環節。其作用主要是排除襯體中的游離水、化學結合水和獲得高溫使用性能。烘爐得當,能提高窯爐及熱工設備的壽命,否則,水分排除不暢通,將使襯體產生裂紋,降低強度,嚴重時甚至引起襯體的剝落或爆炸事故。低水泥系列耐火澆注料等致密、高強型澆注料,因水分較難排除,所以易發生此類現象。
在烘爐前,將爐頂吊掛磚上的木楔全部除去,緊好螺栓;測溫系統、燃燒系統和機電系統等設備,應安裝、調試正常,具備投產條件后方可烘爐;烘爐達到使用溫度后,爐頂吊掛磚用的吊掛螺栓,應再緊一遍并均勻受力。
圖2-5-1為不同結合劑耐火澆注料的失重率。從圖中看出,110℃烘干后的失重率為55%~80%,在200~300℃的溫度范圍內,累計失重率一般達到70%~90%。這說明,低溫階段脫水是比較多的,主要是游離水,還有部分結合水;隨著溫度的繼續升高,結合水和結晶水則不斷排除。達到500℃時,澆注料含水率僅為10%左右。同時看出,耐火澆注料品種的不同,各溫度下的失重率略有區別。因此,烘爐曲線的制定,也有所差異。
不定形耐火材料的烘烤制度,與其材料品種和性能,施工制作方法,襯體厚度和使用條件等因素有關。因此,制定襯體的烘烤曲線,應充分考慮各方面的情況,總的原則是在600℃之前,應緩慢升溫和保溫,以便襯體中的水分充分排除。表2-5-3為不定形耐火材料襯體的烘烤制度。在600℃保溫之后,也可在800℃時保溫8~16h,其升溫速度一般為20~35℃/h;在一般情況下,可參照該制度,制定出具體的襯體烘烤曲線。低水泥系列耐火澆注料等致密型澆注料的烘爐時間,應比表內給定的時間多24~48h。
烘爐溫度方案
在襯體烘烤時,測溫點的位置要有代表性,一般應將熱電偶的位置,設在烘烤溫度最高、升溫速度較快的部位。同時,熱電偶熱端面應與襯體工作面平齊或縮進5mm左右,這樣才能較真實的代表襯體溫度。也就是說,烘烤制度中所指的保溫溫度,是襯體工作面的溫度。
在襯體烘烤時,最好用煤氣、柴油或電熱等,這些熱源容易控制,使用方便,能保證烘烤質量;采用木柴或煤作燃料,應精心操作,嚴防熄火或過熱,損毀襯體;襯體溫度應當均勻、穩定,同時應根據烘烤情況,隨時調整烘烤制度,以保證烘烤質量。
圖2-5-2為加熱爐可塑料襯體的烘爐曲線。該襯體雖然扎了排氣孔,但比較潮濕,物料如橡皮泥似的,水分較難排出,因此襯體的烘烤時間較長。有的烘烤15%~30d。一般來說。烘烤12d左右即可。個別情況,也有烘烤8d的。
烘爐溫度方案
圖2-5-3為加熱爐黏土澆注料襯體的烘爐曲線。黏土結合耐火澆注料的品種多,應用廣。其拌和水用量為6%~10%,在低溫烘烤時較易排除,并留下排氣通道,因此襯體的烘烤時間較短,一般為7d左右,如果襯體施工完成后,自然養護或間隔的時間較長,其烘烤時間可縮短,一般為5~6d。圖中數字為每溫度段用時(h)。
烘爐溫度方案
致密型、高強度型低水泥系列和黏土結合等耐火澆注料得到了較廣泛的應用,但襯體烘烤過程中,操作稍有粗心,即發生襯體大片剝落、甚至爆炸事故。因此,國內外對此問題進行了詳盡地研究,結論是摻加防爆劑、適當延長300~600%時的烘烤時間,且應精心操作,可基本防止事故的發生。
圖2-5-4為致密型澆注料襯體的烘烤曲線。在加熱爐、均熱爐和工頻感應電爐等窯爐及熱工設備上,用低水泥系列耐火澆注料現場澆灌襯體,用該曲線烘烤,一般未發生問題。因此,對致密型或高強度型耐火澆注料襯體的烘烤,可參考本曲線。
烘爐溫度方案
應當指出,在致密型澆注料中,摻加金屬鋁粉、聚丙烯纖維等快干防爆劑,其烘爐時間也可以縮短,一般6d左右即可投產使用。如果時間允許,應保證烘爐時間大于8d,則有利于爐子壽命的提高。
圖2-5-5為高爐出鐵主溝襯體的烘烤曲線。該襯體為超低水泥剛玉質耐火澆注料,并摻加Al粉防爆劑,所以快速烘烤也不剝落和爆炸。在生產情況下,由于非工作襯有一定溫度,因此烘烤40h即可出鐵;高爐出鐵溝襯體,渣鐵線部位易損毀,用同材質料進行修補,一般烘烤20h即可通鐵使用。該類材料,也稱為快干耐火澆注料。
烘爐溫度方案
圖2-5-6為高技術鋼包耐火澆注料的烘烤曲線。鋼包內襯厚度上部為170mm和下部為210mm左右。澆注料中含有快干防爆劑。采用煤氣烘烤,嚴格控制空燃比,保證內襯溫度均勻和鋼包上、下部溫差在30℃之內。
烘爐溫度方案
應當指出,鋼包大小不一,內襯厚度也不同;澆注料品種不同,用水量和其性能也有差異。因此,鋼包的烘烤曲線,應根據各方面的實際情況,具體而恰當的設定。
在窯爐和熱工設備上,采用不定形耐火材料作襯體,經過烘烤達到使用溫度后,即可使用。假如烘烤后不使用,則應緩慢自然降溫,不得鼓冷風;若要使用時,不能開大火猛燒,應以25~35℃/h的升溫速度逐步加熱到使用溫度,方可使用。
在使用過程中,不定形耐火澆注料襯體不得淋水,如有局部損壞,可用同材質料進行挖補;若停爐時,應自然降溫。重新開爐時,其升溫速度一般為150℃/h,最高不得超過250℃/h。當停、開爐不當時,易使襯體產生裂縫或剝落,降低其使用壽命。

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