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技術專欄

耐火澆注料烘爐爆裂的原因都有哪些

編輯:   分類:技術專欄  發布:2018-09-01   瀏覽:

 耐火澆注料襯體經澆注、養護后需要進行烘烤,以排出襯體的自由水和化合水,方可投入生產使用。避免在高溫使用中,襯體開裂或剝落,影響使用壽命,進而停爐維修,耗時耗力。

耐火澆注料的爆裂通常被認為是蒸汽壓力導致的,對此進行了分析并提出防爆措施。
影響澆注料爆裂的因素較多,如加水量、透氣性、坯體的殘存水分、強度、升溫制度、構件結構等。有關澆注料爆裂的研究也多是圍繞這幾方面展開的,研究發現,快速烘烤或初次使用過程中澆注料內部水分蒸汽形成的水蒸氣是澆注料爆裂的直接原因,而澆注料在烘烤或初次使用過程中因承受熱沖擊而產生的熱應力則為重要的間接原因與推動力。其原因如下: 
蒸汽壓力導致爆裂的原因
關于蒸汽壓力導致耐火澆注料爆裂的要點是,澆注料中的水分在高溫下蒸發,如果澆注料透氣性差或加熱速率過快,產生的蒸汽無法及時排出而在澆注料內部聚集形成高壓蒸汽當蒸汽壓力超過澆注料的極限強度時,澆注料將發生爆裂。影響水蒸氣壓力致爆的主要影響因素有水蒸氣壓力、水(氣)排除方式、以及澆注料坯體的強度、內部結構和透氣度。
為此我們對低水泥澆注料和超低水泥澆注料在脫水后進行了分析指出:隨著水泥含量減少,澆注料中水泥水化產物的分解溫度從300℃降至200℃,低水泥澆注料在200℃吸熱明顯,超低水泥澆注料則無明顯吸熱,指出升溫速率及水泥初始水化條件對澆注料烘烤安全起決定作用。經過采用灰色分析系統對澆注料的氣孔參數與澆注料的熱導率、強度及其透氣度等性能之間的關系做了研究指出100μm以下的孔徑對澆注料的強度影響顯著,且氣孔參數與強度間的關聯度隨熱處理溫度不斷變化。
熱應力導致的爆裂
另外在如何提高澆注料的抗爆裂性上,很多人認為澆注料的爆裂原因就是蒸汽壓力大,而在提高抗爆裂性的工作上則主要研究了提高澆注料的透氣度,不定型耐火澆注料的結構和低溫性質的混凝土非常相似。經過測試混凝土大料塊在單面快速加熱過程中的內部蒸汽壓力最大值小于4MPa。爆裂時蒸汽壓力為2.1MPa。而測得澆注料加熱時的最大蒸汽壓力小于2.5MPa。熱應力破壞很少被看做是澆注料爆裂的成因,但它在涂層及與澆注料相似的混凝土的爆裂中應用較多且成功。在經過快速升溫過程中,材料一方面經受水分快速蒸發而形成的蒸氣蒸氣壓力,同時也承受著熱沖擊產生的熱應力。在快速加熱過程中,材料表面溫度高,內部溫度低,表面的熱膨脹受到內部的約束而產生高的熱應力,從而導致裂紋的形成,這是高溫爆裂產生的本質因素。而蒸汽壓力只是作為爆裂的“觸發”因素并不能起到擴展裂紋的作用。
總結:雖然耐火澆注料抗爆裂的預防加入抗爆裂纖維、超微粉等方面也已取得相當成就,但還是有一定的局限性。
關于澆注料中蒸汽壓力在整個烘烤過程中的變化、蒸汽壓力的作用形式、蒸汽壓力與爆裂的關聯性還需更多實驗才能得出結論。
河南鄭州榮盛窯爐耐火材料有限公司是一個耐火及保溫材料生產型企業,是集科研、試驗、開發、生產、銷售和客戶為一體的綜合性企業。公司主營產品有高鋁磚、粘土磚、輕質保溫磚、澆注料、剛玉澆注料、低水泥高強澆注料、防滲料、自流料、可塑料、及各種牌號耐火水泥的定型和不定型材料,產品用途涵蓋冶金、化工、建材、電力、軍工、有色金屬、炭素行業等高溫、超高溫窯爐和設備耐火材料使用的要求。
 
 

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