提高工業(yè)窯爐內(nèi)襯用耐火材料使用壽命的配制方法

　　工業(yè)窯爐需要有內(nèi)襯耐火材料為其運(yùn)行保駕護(hù)航。為保證內(nèi)襯耐火材料更好地服務(wù)于各種窯爐設(shè)備，對(duì)耐火材料進(jìn)行一系列的優(yōu)化配置，以達(dá)到窯爐內(nèi)襯長(zhǎng)壽的預(yù)期目的。

　　一、內(nèi)襯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性

　　耐火材料是高溫應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)，內(nèi)襯耐火材料的好壞對(duì)整個(gè)工程能否順利投產(chǎn)，起著舉足輕重的作用。因此，結(jié)合內(nèi)襯耐火材料性能與相關(guān)工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)尤為重要。也就是說(shuō)，既要工藝完整，又要材料配置合理。

　　二、高性能的內(nèi)襯耐火材料

　　內(nèi)襯耐火材料在使用過(guò)程中，不可避免要遭受環(huán)境溫度變化的作用，如：烘爐、升溫及操作過(guò)程中的溫度變動(dòng)、蒸汽吹掃、開停車溫度升降等。使用時(shí)操作平穩(wěn)，避免急冷急熱對(duì)內(nèi)襯造成破壞，提高材料熱震穩(wěn)定性能，將有利于延長(zhǎng)內(nèi)襯使用壽命。

　　內(nèi)襯是在高溫環(huán)境下使用的，在高溫狀態(tài)下要熱膨脹，并因此受到擠壓而產(chǎn)生熱應(yīng)力。當(dāng)內(nèi)襯的內(nèi)部應(yīng)力超過(guò)其本身強(qiáng)度時(shí)，就要產(chǎn)生剝落損毀等。針對(duì)使用工況的特殊性與苛刻性，對(duì)內(nèi)襯耐火材料的性能提出了更高的要求。目前在內(nèi)襯性能方面的優(yōu)化配置主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　①熱工窯爐用耐熱材料。沒(méi)有介質(zhì)沖刷，操作溫度高，要求內(nèi)襯耐火材料具有良好的隔熱性能。目前，常用的陶粒、膨脹珍珠巖耐火度低，不能適應(yīng)高溫環(huán)境，通過(guò)擴(kuò)展耐火原料，采用部分高檔合成原料，開發(fā)出一系列適應(yīng)各類熱工窯爐各溫度段的耐熱內(nèi)襯。該類產(chǎn)品具有導(dǎo)熱系數(shù)小、線變化率低、施工性能好等特點(diǎn)。

　�、谧粤鳚沧⒘�。自流澆注料是一種集優(yōu)良的流動(dòng)性、密實(shí)性、穩(wěn)定性于一體的新興高科技材料，被稱為第四代澆注料。只依靠材料的自重可以達(dá)到自動(dòng)攤平、脫氣、密實(shí)，形成結(jié)構(gòu)性能均一的襯體。具有無(wú)須振動(dòng)或稍加外力輔助振動(dòng)即可成型、無(wú)噪音污染、勞動(dòng)強(qiáng)度低、縮短工作周期、襯體結(jié)構(gòu)和性能均勻、襯體性能和試塊性能的可比性強(qiáng)等特點(diǎn)，可使用在滑閥、錐段等變徑施工不易部位。

　　目前，自流型高鋁澆注料已成功用于催化裂化新建裝置的三旋煙道錐段部分，以其優(yōu)異的施工性能，獲得了廠方及施工方的一致好評(píng)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)短板。

　�、鄣丸F型隔熱耐磨內(nèi)襯。耐火材料氣孔中沉積的炭黑引起內(nèi)應(yīng)力，損毀決定于炭黑的局部濃度。該濃度受鐵夾雜物的分布及力度大小的影響。針對(duì)此類侵蝕，通過(guò)引進(jìn)新原料及人工合成新原料，開發(fā)出了一系列低鐵隔熱耐磨內(nèi)襯，滿足有特殊要求的催化裂化內(nèi)襯設(shè)計(jì)，取得了不錯(cuò)的效果和良好的業(yè)績(jī)。

　�、芨邲_刷部位高耐磨內(nèi)襯耐火材料。磷酸鹽結(jié)合高耐磨內(nèi)襯耐火材料克服了傳統(tǒng)雙組分磷酸鹽結(jié)合高耐磨內(nèi)襯耐火材料的缺點(diǎn)，具有生產(chǎn)供貨周期短、使用方便、施工性能優(yōu)良、溫度敏感性低、不鼓脹、凝結(jié)時(shí)間可調(diào)、物理力學(xué)性能優(yōu)良等特點(diǎn)。

　　同時(shí)，應(yīng)各用戶和使用環(huán)境要求，替代磷酸鹽結(jié)合高耐磨內(nèi)襯的水硬性高耐磨材料GT-2AS(AB料)具有更加優(yōu)良的物理力學(xué)性能和更方便的施工性能。

　�、荽呋�裂化裝置用隔熱耐磨內(nèi)襯。催化裂化是重油輕質(zhì)化重要的二次加工手段，是各煉油廠的核心裝置，它屬于高溫、高壓裝置，內(nèi)件多且形狀復(fù)雜，存在流化催化劑的高速?zèng)_刷，所以需要采用不定形耐火材料在金屬器壁內(nèi)作隔熱耐磨內(nèi)襯。

　　耐高溫系列單層內(nèi)襯耐火材料采用高質(zhì)量人工合成輕質(zhì)莫來(lái)石熟料作為骨料，純鋁酸鹽水泥作為結(jié)合劑，引入高效外加劑而配制成散裝耐火材料。這種耐火材料經(jīng)過(guò)精料、精配后，能達(dá)到自反應(yīng)、自燒結(jié)和自膨脹，成型烘烤后可直接使用，能節(jié)約大量能源。該材料現(xiàn)場(chǎng)加合適的液體調(diào)配即可施工，施工機(jī)具少、能任意造型，采用獨(dú)特配方，將輕質(zhì)、耐高溫、隔熱、耐磨、低鐵等普通耐火材料不能具備的性能齊聚一身。

　�、蕲h(huán)境適應(yīng)性技術(shù)。環(huán)境適應(yīng)性技術(shù)是指不定形耐火材料通過(guò)引入復(fù)合外加劑，能在施工條件惡劣的低溫環(huán)境和高溫環(huán)境下正常施工，這種能夠適應(yīng)各種環(huán)境溫度施工的材料技術(shù)，是環(huán)境適應(yīng)性技術(shù)。

　　高溫環(huán)境指高于35℃的施工環(huán)境，一般結(jié)合劑鋁酸鹽水泥屬快硬物質(zhì)，高溫環(huán)境會(huì)加速水泥水化的進(jìn)程，產(chǎn)生大量的水化熱，水化熱的產(chǎn)生促進(jìn)了水泥結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的增長(zhǎng)，使內(nèi)襯耐火材料迅速硬化，失去施工性能;低溫環(huán)境指低于10℃的施工環(huán)境，在低溫環(huán)境下，水泥水化反應(yīng)減慢，甚至因?yàn)闇囟冗^(guò)低而導(dǎo)致材料無(wú)法硬化。

　　針對(duì)此種情況，通過(guò)高溫試驗(yàn)室的大批量模擬試驗(yàn)，掌握高溫緩凝技術(shù)，使材料能夠在50℃環(huán)境溫度下，施工時(shí)間從30分鐘延長(zhǎng)至兩小時(shí)不等，并能滿足物理力學(xué)性能;而在低溫試驗(yàn)中，在5℃環(huán)境溫度下，仍可保證材料在3小時(shí)內(nèi)硬化、8小時(shí)內(nèi)脫模。

　　三、高質(zhì)量的內(nèi)襯施工、養(yǎng)護(hù)和烘干

　　隨著內(nèi)襯耐火材料性能的發(fā)展，材料性能對(duì)加水量、攪拌分散、養(yǎng)護(hù)等因素更敏感，對(duì)施工技術(shù)提出了更高要求。此外，內(nèi)襯的養(yǎng)護(hù)和烘烤對(duì)內(nèi)襯能夠達(dá)到佳狀態(tài)是非常重要的。實(shí)際設(shè)備烘爐時(shí)，都是各個(gè)設(shè)備串聯(lián)在一起，由于各個(gè)設(shè)備離熱源的遠(yuǎn)近不同，升溫快慢不一，應(yīng)充分考慮設(shè)備及管道的各個(gè)部位，可延長(zhǎng)烘爐時(shí)間，使內(nèi)襯各部位達(dá)到或接近熱處理要求。從使用上看，升溫越慢，保溫越長(zhǎng)、水分烘得越透越好。

　　綜上所述，通過(guò)對(duì)內(nèi)襯結(jié)構(gòu)及內(nèi)襯耐火材料的優(yōu)化配置，可以更好地達(dá)到提高使用壽命、輔助各類熱工窯爐長(zhǎng)久、穩(wěn)定運(yùn)行的目的。為保證內(nèi)襯材料的高性能及穩(wěn)定性，材料生產(chǎn)廠家應(yīng)注意“原料是質(zhì)量隱患的源頭，穩(wěn)定是原料的選擇”，生產(chǎn)過(guò)程盡量減少不可控因素，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、機(jī)械化、管控一體化生產(chǎn);每一道工序都應(yīng)有具體的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和工藝規(guī)程，并要保證設(shè)備處于正常狀態(tài);檢測(cè)設(shè)備要規(guī)范，盡量與國(guó)家檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)設(shè)備一致。

　　四、耐火磚的補(bǔ)磚原則

　　耐火磚在安全領(lǐng)域給了人們帶來(lái)安全的保障，但同時(shí)也會(huì)因外界條件的影響導(dǎo)致部分耐火磚出現(xiàn)局部破損的現(xiàn)象，那么這時(shí)就需要我們?nèi)ゾS護(hù)和修復(fù)這些耐火磚。

　　補(bǔ)磚需要注意的事項(xiàng)：

　　1.補(bǔ)磚需要采用與舊磚相同廠家相同批次的磚;

　　2.挖補(bǔ)磚的膨脹縫紙板不得撕除，挖補(bǔ)耐火磚需要濕砌(火泥漿飽滿度應(yīng)達(dá)到95%以上，嚴(yán)禁出現(xiàn)磚大頭沒(méi)有火泥，小頭有火泥，如有這種情況出現(xiàn)，應(yīng)及時(shí)拆除重砌;

　　3.盡可能使用與舊磚同一次檢修的剩余散磚(注：受潮或摔損的磚嚴(yán)禁使);

　　4.新老磚的接觸面需要打火泥;

　　5.前幾環(huán)磚的封口需要從側(cè)面插磚口，后一環(huán)磚采用正面插磚封口;

　　6.新舊磚接口面之間不能打鐵板;

　　7.鎖口磚的兩側(cè)磚縫不能打鐵板，相鄰兩環(huán)磚的鐵板要相互錯(cuò)開，同一塊磚的兩邊不能打鐵板;

　　8.鐵板需要完全打入磚縫中;

　　9.嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)磚的配比進(jìn)行砌筑，不得隨意改變砌筑配比;

　　10.挖補(bǔ)時(shí)盡可能不使用(或減少使用)加工磚。

　　挖補(bǔ)的原則：從磚的薄弱處開口挖磚，但不能同時(shí)挖磚三環(huán)以上。如果是連續(xù)多環(huán)挖補(bǔ)，為防止磚整體松動(dòng)，需要先挖補(bǔ)2環(huán)后方可繼續(xù)向后挖補(bǔ)。挖磚時(shí)注意觀察整環(huán)磚的松緊情況，如果發(fā)生磚整體松動(dòng)，立即停止挖補(bǔ)，用鎖磚鐵板將松動(dòng)磚的兩側(cè)環(huán)縫插緊，緊固后確認(rèn)不松動(dòng)后方可繼續(xù)挖補(bǔ)作業(yè)。

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