不定形耐火材料的生产、监测、施工、烘烤及维护

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试样型号 试样尺寸(mm) 检测项目 A型 B型 C型 D型 E型 F型 G型 230×114×65 160×40×40 Φ(160-180)× (20-25) Φ50×50 抗热震性、导热系数 显气孔率、体积密度、耐压强度、冷态抗 折强度、热态抗折强度、永久线变化率 平板导热系数 荷重软化温度、蠕变、荷重热膨胀 热膨胀 耐磨性 抗爆裂性
烘烤的效率和安全性
衬体结构
按使用要求的材料特性,使之能耐用、安全、轻化、简化。
不定形耐火材料的烘烤与防爆裂
降低衬体烘烤时内部蒸汽压措施 添加有机纤维 添加金属铝(放出H2) 添加有机物(偶氮酰胺、乳酸铝、放出H2)
不定形耐火材料的烘烤与防爆裂
烘烤措施的进展 明火焰 过热空气 微波干燥
管磨机 辊磨机
不定形耐火材料的颗粒级配
自然粒度、靠经验调配 三级粒度级配
多级粒度(4-8)级级配
根据颗粒堆积的模型进行级配
常用的粒度分布公式
安德森方程在Al2O3-SiO2系浇注料中的应用
注意:累计粒度百分率应是体积百分比!
称料配料注意事项
大料称料用磅秤,提倡用电子秤。注意经常校秤。 小料称料用盘秤,提倡用电子秤。
泥浆喷射法 干式喷射法
半湿式喷射法
混合喷射法 湿式喷射法
新的施工方法
泵灌法 自流法 湿式喷射法/喷涂法 干捣法 新的火焰喷补法
湿式喷射施工法带来的有点
施工效率高 省时、省力、省费用 减少材料浪费
反弹(会弹)率很少 可以实现无模施工
性能可与振动浇注料、捣打料和可塑料的相当 喷射时不产生粉尘 改善作业环境
CaO< 110℃×16h 1350℃×3h
45
2.0 2.30 2.25
50
2.0 2.35 2.30
60
2.0 2.40 2.35 5 7 30
65
2.0 2.45 2.40 5 7 30
4 4 抗折强度(MPa) 110℃×16h ≥ 1350℃×3h 6(1300℃) 6(1300℃) 30 30 耐压强度(MPa) 110℃×16h ≥ 1350℃×3h 45(1300℃) 45(1300℃) 永久线变化率 (%)≥ 110℃×16h 1350℃×3h -0.10~0 +0.5 >800 炉墙炉顶 -0.10~0 +0.5 >800 炉墙炉顶
浇注料类别 低水泥浇注料 可快速烘烤浇注料 新建 15-23天 7-12天 大修 12-16天 4-7天 局部抢修 3-6天 1-3天
具体时间取决于施工体厚度和季节等因素
可快速烘烤浇注料的性能指标
KFJ-1 化学成份(%) 体积wenku.baidu.com度 (g/cm3)≥ KFJ-2 KFJ-3 KFJ-4
Al2O3≥
浇注料的。
如何对付烧结收缩?
“原位反应”补偿
晶型转化法 热分解法 如:SiO2、ZrO2的相变 如:兰晶石族矿物,锆英石等
化学反应法
如:Al2O3+MgO
Al2O3·MgO
耐火材料的诸多性能往往是个矛盾的统 一体。有的性能彼此可能是对立的,难以
两全其美,如强度和热震稳定性等。设计
和选材时,对各种性能,既要突出重点, 抓住要害,又要全面考虑,统筹兼顾。
材料硬化后应立即脱模。材料一旦成型,养护、干燥和 热处理搬运、堆放时应特别注意,因预制件往往还没有足够 的强度,易损伤,还不足以抑制干燥和烧成期间的裂纹扩展。 与低温处理(150-600℃)的预制件相比,高温处理 (1000℃以上)的预制件不易损坏。
耐火浇注料的实验室制样步骤
用于不同检测项目的试样规格
整体衬体结构设计应考虑的问题
衬体材料的体积密度(荷载) 材料的热膨胀系数(可逆) 材料的烧后线变化(不可逆) 吊挂与锚固件的材质(耐热金属与陶瓷) 膨胀缝的预留与布置
不定形耐火材料的应用技术
材料的选择
适应特定使用条件,充分发挥材料的特性
施工技术
施工方法、施工极具和施工操作
烘烤技术
开发快速施工浇注料的目的
何谓快速施工? 如何实现快速施工?
快干浇注料 凝结硬化快 早期强度高 可快速烘烤浇注料
升温速度快
保温时间短 抗爆温度高 措施 •变水合结合为凝聚结合
脱模时间早
措施 •向料中加自发热剂或/和促 凝剂 •使结合剂粒度细化以提高活 性 •控制结合剂化学矿物组成, 以利强度提升
•加入有机防爆纤维
Φ(20-25) ×100×20×20 ×100
100×100×30 50×50×50
对于临界粒度大于8mm的试验料,建议制备A型试样,然后切制成相应的 规格尺寸。
不定形耐火材料性能检测项目
加水量 流动性(振动流 动值,自流值) 凝结时间 抗爆裂性 可泵送性 其他(如可塑性、 涂抹性等) 显气孔率 体积密度 永久线变化 率 透气度 冷态耐压强度 冷态抗折强度 热态抗折强度
50
-0.10~0 +0.5 >800
50
-0.10~0 +0.5 >800 炉墙炉顶
抗爆裂温度(℃) 使用部位
炉墙炉顶水 冷管
可快速施工浇注料的特点
脱模时间短,一般为8-12h;
初凝强度高,8h脱模后坯体抗折强度可达2MPa以上;
与同材质低水泥浇注料相比,可缩短烘烤时间30-50%;
使用效果与低水泥浇注料的相当,甚至可望高于低水泥
捣打时,每次铺料厚度为20-60mm,风镐应与料面垂直捣打,
同时应迅速连续移动,且使锤头面重叠1/3左右,避免漏打, 每层料捣打3-5遍,形成致密的整体后,将捣打面扒毛,然后 可铺下一层料,进行捣打,以使上、下层间密实的结合,防止 分层。
耐火可塑料施工注意事项
用捣固机或风镐捣打的。捣固机或风镐可直接用于捣打料
不定形耐火材料的生产、监测、 施工、烘烤及维护
不定形耐火材料从生产到使用的全过程
原料选择
破粉碎 配料 混炼
解体 质量控制点 维护
包装
仓储
烘烤
脱模
养护
施工
发运
大尺寸的块状原料的破碎可采用:
破碎
颚式破碎机 对辊破碎机 圆锥破碎机 冲击式破碎机 粉碎一般可采用:
粉碎
球磨机 锥形球磨机 振动球磨机
荷重软化温度
抗蠕变性 热膨胀 抗热震性 导热性
冷态耐磨性
热态耐磨性
抗渣性(静态法,动态法) 抗碱性 抗酸性 抗-氧化碳破坏性
抗水化性
不定形耐火材料的施工分类
有模施工法 无模施工法
熔射施工法
有模施工法
捣打法 振动法
投射法
挤压法 压住法 泵灌法
无模施工法
原子塔于1955年立项,经18个月设计,18个月施工,建成 于1958年。这是比利时政府为当年在布鲁塞尔举办世界博览会 (万国博览会)而建的一座标志性建筑,设计者的是比利时著 名建筑大师 易·瓦特凯恩,之所以有此新奇方案,据说一是 寓意当时的欧洲刚从第二次世界大战阴影中走出来,正进入经 济高速发展期,创作者用庞大的建筑来展示原子结构的微观世 界,既表达了人们对发展原子能美好前景的展望,也象征了人 类进入科学、和平、发展和进步的新时代;二是当时的欧共体 共有9个会员国,比利时又刚好有9省,原子球塔整个造型成为 比利时和欧共体的象征。
湿式喷射泵的类型—螺旋式
湿式喷射泵的类型—挤压式
湿式喷射泵的类型—双活塞式
熔射施工法
火焰喷射法
等离子喷射法
溅渣护炉法
喷射耐火材料分类
冷物料喷射法
熔融物料喷射法
接受喷射衬体状态
冷喷射法 热喷射法
耐火浇注料施工注意事项
振动成型时,采用平板振动器应连续不断地移动,且平板边
缘应有所重叠以免漏振。
包装注意事项
如施工搬运许可,尽量采用将一批混合料包装成一袋 的大袋包装(800-1000Kg/袋)。 小袋包装(25-50Kg/袋)时,要注意混合料的均匀性, 避免偏析。 包装要及时,以防料吸潮。 封口、拆包要简单易行。 包装材料要结实、防水、防潮。 标识要有有用信息、清楚、美观。
仓储
施工,捣打可塑料时,锤头需加橡皮垫。
可塑料料坯应放置在阴凉的仓库内保存,施工前应检查其
可塑性。简单判定法是,用手攥可塑料,容易捏成团而不散,
即可使用。 施工开始后,需连续进行。若须中断,须防止可结面脱水, 若打结面出现干硬现象,应将其除去并将打结面用钢丝刷刷毛, 然后方可施工。
耐火可塑料施工注意事项
原料和成品都应放在通风干燥的地方。大多数不定形 耐火材料都不能使用受潮的原料,因此,一定要注意原 料防潮。已受潮的不水化料应作烘干处理。已受潮的混 合后的成品料不得投用。 易受冻的料应存放在无冻害的特殊仓库。一旦发生冻 害,性能将发生不可逆的变化,应避免。
预制件的生产
生产预制件多用浇注料,以低水泥浇注料为主。必须有 合适的作业时间和凝固、硬化时间,而且要容易干燥和热处 理。 低水泥浇注料在固化期间有轻微的收缩,尤其是在制作 各种尺寸和带孔的隔板时应特别注意,孔内不能出现任何裂 纹。固化期间一旦形成裂纹,干燥和烧成期间裂纹将进一步 扩大,甚至造成脱落。
按整袋重量配料时要验重。
料的标识要清楚。要验料,防止“张冠李戴”。
原料的混合
干混时,既要保证配料(骨料、结合剂、细粉料 和少量添加剂)混合均匀,又要避免成分损失。混炼 工序和混炼设备要使最终产品均匀,而且要避免配料
中质轻和粒小者的损失。 有条件时,小料可预混。
原料混合注意事项
在不定形耐火材料混料时,应尽量采用大容量的搅拌 设备,提高混料的工效,尤其是外加剂的添加量较少时。 干料的混合宜采用强制式搅拌机并注意密封;湿料 (如捣打料、可塑料等)的混合宜采用带轮碾的搅拌机。 加料顺序。 添加剂的“稀释放大”法,以减少可能出现的误差和 不均匀性。
4.0
3.5
2.6
0.8
两类浇注料抗爆裂温度的对比
试样的制备与养护按YB/T5205.1-2003标准进行;抗爆裂试验方法按 YB/T4117-2003标准进行。 浇注料类别 爆裂温度(℃)
低水泥浇注料
快烘烤浇注料
300-400
>800
实践已证实,具有如此高爆裂温度的浇注料可以实现快速烘烤。
两类浇注料烘炉时间的对比
应急性修补是在施工体使用过程中由于非预期性损坏致 使施工体无法正常工作而必须进行的修补。
捣打施工时,捣打方向必须与窑炉衬体的工作面平行。也
就是说,直立炉墙必须垂直捣打,炉顶工作面层水平状态,因
此必须水平方向捣打。这样可减少衬体的分层现象,也可增加 衬体的致密程度。 耐火可塑料衬体工作面的处理,主要包括表面修整、扒毛、刺 扎排气孔和切膨胀缝等。该工作最好与捣打施工同步进行,如 表面变干,可用水喷雾润湿后再处理。
加热炉耐火衬里的优化设计,是实现各
部位尽可能均匀损毁的重要途径。弄清各 部位的主要损毁机理,有针对性地进行选
材和结构设计的优化,使材尽其用并加强
对易损部位的维护和修补,可解决各部位 寿命不同步的问题。
计划性修补和应急性修补
计划性修补是根据施工体的性能、生产的具体情况、实
际经验等,按照既定的时间间隔进行的。
•调整粒度配比 •采用高效减水剂,降低加水 量
外加剂对凝结时间和坯体强度的影响
金属铝粉加入量/% 碱金属化合物促凝剂/% 初凝时间/min 终凝时间/min 8h脱模坯体抗折强度 /MPa 0.15 0.01 140 180 0.15 0.04 100 125 0.15 0.06 70 100 0.15 0.08 20 40
位于布鲁塞尔西北郊的海塞尔高地, 塔身是粗大的钢管将9个金属圆球连成 一个正方体,原子塔8个圆球位于正方 体的8个角,另一个圆球位于正方体的 中心,设计构思是将金属铁原子的模 型放大1650亿倍。 9颗球代表9粒铁原子,也象征比利时9 省,球径18m,各球体之间的连接钢管 每根长26m。直径3m,总重2200吨,高 102m,球与球间由长26米,直径约3m 的不锈钢管连接,从地面到最高球间 设有快速直达电梯,而在其他各球内 都装有自动电扶梯,而在其它各球内 都装有自动电扶梯,人们在每个球间 都可自由往来,整座塔可同时接纳250 人观光,另有一可纳140人的餐厅,位 于塔最高端的圆球是一个专供游客观 景的观光区,高约92米,游客可通过 四周有机玻璃,俯瞰布鲁塞尔市。
采用振动棒时,应缓慢插入料层、连续移动和缓慢拔出,以
防留下孔洞和漏振,并不得碰撞模版、锚固件。衬体一般应连
续振动两遍以上,直至表面泛浆、排气较少和不沉降为止。 分层振动时,振动棒须从新料层插入到老料层约1/3. 已凝结硬化的料不得使用。
耐火捣打料的施工注意事项
耐火捣打料一般用风镐捣打密实,风压一般不低于0.49MPa。
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