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加热炉水冷梁用耐火浇注料损坏机理及原因分析

文章编辑:耐火材料 发表时间:2021-03-23 浏览次数:

由于水冷梁用耐火浇注料工作条件非常恶劣,粘土砖 厚度较薄(一般厚度50~60mm),只通过金属锚固钩与水冷梁连接固定,高温状态下受机械振动、停开炉的急冷急热等因素影响,所以水冷梁用耐火浇注料自身强度和热震稳定性以及来自于外部机械应力是其损坏的主要因素。

对加热炉水冷梁用耐火浇注料损坏机理进行了研究分析,现阐述如下。

1、机械应力及热应力的影响

钢坯运行过程中振动以及钢坯自身重量的压力等机械应力影响,会造成耐火浇注料的脱落;由于金属锚固钩与耐火浇注料膨胀系数存在差异,金属锚固钩膨胀比耐火浇注料大,因此在高温状态下,会因为锚固钩膨胀热应力大而造成耐火浇注料出现裂纹甚至脱落。另外,在烘烤过程中,局部温度升温过快,接近火焰的水冷梁耐火浇注料会因为热应力而产生剥落,这种现象如图3所示。

钢坯自身重量通过钢渣的传导作用于水冷梁上,从而造成耐火浇注料受机械应力而产生剥落。由于水冷梁上表面设计不合理和施工误差,造成水冷梁纵梁上表面成平面或者斜坡较小,加热炉长期使用中,钢渣铺满纵梁上表面,钢坯的压力通过钢渣作用到水冷梁耐火浇注料上,造成耐火浇注料产生裂纹甚至剥落(图4)。

2、锚固钩设计及焊接的影响

金属锚固钩有“Y”型、“V”型等形状,在水冷梁上的布置,河南耐火砖厂家 一般要求根据水冷梁钢管的粗细设计5~7行铺固钩,行间距≤100mm;每行锚固钩中相邻两个间距以≤100mm为宜。而在实际设计及施工中,未必会严格按照这种方式进行,行间距过大、同行内锚固钩间距过大,都会影响耐火浇注料的受力均匀性;行间距过小、同行内锚固钩间距过小,又会出现锚固钩太密,增大了金属锚固钩热膨胀应力对耐火浇注料的影响。

锚固钩的焊接很重要,一般要求将其满焊到水冷梁上,最低要求是锚固钩两边都点焊,用铁锤敲击不至于出现脱落。而在施工过程中,有些施工队焊接锚固钩质量太差,用铁锤轻轻敲击就会脱落,这样势必会造成耐火浇注料脱落。

锚固钩焊接及包扎完纤维毡后,必须在漏出的锚固钩上涂刷一层1mm厚的沥青漆,目的是在烘炉过程中缓解因金属锚固钩热膨胀大而造成耐火浇注料出现裂纹或者剥落。

3、耐火浇注料膨胀缝留设的影响

在水冷梁耐火浇注料施工中,设计图纸一般不显示膨胀缝的留设要求,但在施工过程中需要考虑留设膨胀缝。由于施工时膨胀缝留设不合理或者没有留设膨胀缝,升温过程中产生膨胀应力会造成浇注料出现裂纹或剥落。

4、施工过程中支模的影响

按照图纸设计的尺寸,施工前应该制作好水冷梁浇注用的模具,木模或者钢模均可。有些施工队为了节约成本,直接用约1mm厚的彩钢薄铁皮包裹水冷梁做模具,这样会造成极其不利的影响:

①铁皮比较薄,包裹时直接顶住锚固钩,无法保证浇注厚度要求;

②锚固钩直接顶住薄铁皮,等炉子使用一段时间后,锚固钩因为没有浇注料保护层会出现氧化脱落;

③铁皮太薄,施工时不敢振动或用橡胶锤敲打,会造成浇注料成型后气孔率偏大;

④铁皮支模时,用铁丝捆扎容易变形,从而影响浇注好的水冷梁整体美观性。

5、水冷梁用自流浇注料材质的影响

自流浇注料热震稳定性、耐火度等理化指标,也是影响水冷梁使用寿命的关键因素。因此要选用符合国家标准及使用要求的合格产品,以保证水冷梁的使用寿命。



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