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耐火材料行業知識

水泥窯內襯耐火澆注料施工時扒釘及膨脹縫的留設問題

  作為不定形的耐火材料,耐火澆筑料經常使用在形狀和表面復雜的部位,因為這些部位不宜用于耐火磚進行砌筑,且很難保證工作狀態下的穩定。
  澆筑料是借助于固定在鋼殼體上的扒釘與殼體結合在一起的,水泥行業中,常用的耐熱鋼扒釘有V型和Y型兩種,常用的材料有1Cr18Ni19Ti和Cr25Ni20等。
  一般部位,鋼扒釘可使用材質為1Cr18Ni19Ti的鋼筋制造,在材質的選擇上,除考慮材料的高溫強度外,也應考慮材料由于高溫條件下的氧化銹蝕而帶來的破壞性膨脹。部分低溫部位雖然普通鋼筋可滿足工作溫度的強度要求,但氧化腐蝕的氧化皮卻有可能產生巨大的膨脹應力,把耐火澆筑料脹壞。特別是高溫區,如噴煤管和窯口部位,應采用高溫強度較高的Cr25Ni20牌號耐熱鋼制作扒釘。
  耐火澆筑料襯料中扒釘的尺寸及定位
  在平面上,扒釘是按照兩個邊長大約為500mm的正方形系統分布的,其中任意一個處于正方形腳上的扒釘,同時又位于另一個正方形的中心,兩個系統的扒釘擴展面相互垂直。對于不同形狀的表面,也要按照平面上扒釘的分布去考慮,但應同時考慮襯料設計和該處襯料在生產過程中所售的負荷,這或許將造成扒釘的排列方向與平面有所不同及扒釘間距的縮短。除非在最終襯料涂上有特殊說明,否則扒釘都是與殼體焊接。
  扒釘尺寸必須適宜,扒釘頭部應有一定的開度,以保證足夠的抗剝落影響區域,扒釘應保持一定的高度,高度不足,表面的澆筑料得不到有效保護而先行脫落。扒釘過高,造成早期燒損和磨蝕,從而過早地失去對耐火材料的強化功能。應在扒釘頭部有25~30mm后的保護層。
  澆筑之前,所有扒釘上應有涂瀝青漆或纏繞塑料薄膜,這些材料燒損后出現的自由空間可確保受熱膨脹的扒釘不會對澆筑料造成破壞。
  澆筑區的劃分和控制縫的留設
  1、耐火澆筑料的收縮和膨脹
  耐火澆筑料在第一次加熱過程中,在50℃~200℃時脫水和900℃~1000℃燒結時會出現兩次體積收縮。在其他溫度范圍內,加熱將使澆筑料膨脹。經過第一次加熱后,澆筑料一般不再收縮。
  為防止體積變化產生的應力對澆筑料造成破壞,襯料必須劃成對角線尺寸不大于1.5m的小區,分區澆筑并在每個澆筑區的分界線處留出膨脹和收縮的縫隙。
  2、膨脹縫的影響范圍
  縫隙的大小應保證各個小區內的澆筑料自由膨脹,位置合適的膨脹縫同時也可以成為控制縫。在高溫區段(>600℃)應根據膨脹縫的間距,將膨脹縫的寬度控制在3~4mm。膨脹縫和控制縫設置在距離凸角200mm上下的平面上,而不呢館設置在凸角和尖錐中。膨脹縫和控制縫兩側的澆筑料開裂趨勢較大,可適當加大扒釘密度。
  3、膨脹縫的寬度控制
  膨脹縫的寬度與工作溫度和控制的線長度有關。溫度較高,控制的長度較長,膨脹縫可適當加寬。在溫度相對低的區域(<400℃),設備外殼可直接使用澆筑料,不許隔熱保溫層。在這樣的條件下,每隔1.5m插入2mm厚的紙板或塑料膜,就可滿足膨脹空間的要求。
  4、膨脹縫位置的優選
  在確定膨脹位置時,應一并考慮振搗工藝的合理安排,縫隙一側澆筑料的振搗不應影響已澆筑振搗完畢并開始初步硬化的澆筑料。膨脹縫的位置避開受力部位,爐體骨架和內襯的孔洞。在具有復雜形狀的區域,如邊角,凸起等,應設置與其表面相適應的膨脹縫于凸起角和曲率半徑小的曲面處,當兩個澆筑面相交成凹角時,應在凹角處設一┖型膨脹縫。
  襯料圖應顯示出主要部位的膨脹縫的位置和尺寸,若澆筑料的工作溫度超過1200℃,就要設置寬度超過3mm的膨脹縫,并在其中塞入纖維氈。
  5、控制縫的設置
  澆筑料由于收縮會造成開裂,都需要在凸角部位約200mm處設置控制縫,這樣就可以讓收縮開裂縫發生在預定的,比較安全的部位?刂瓶p的設置,可在預定的縫隙部位塞入紙、石蠟或薄木板等,在高溫條件下可燃或流失的材料進行澆筑,這些可燃物灼燒或流失后,就留下控制縫。
  控制縫必須設置在相鄰的扒釘中間,距兩側的扒釘大致相等。在連續曲面,圓錐表面和管子上設置,應在不能控制收縮風險的平面及曲面上設置。應避免在不能設膨脹縫的區域設置,如在小澆筑面和凸角處設置膨脹縫。


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