烘爐是不定形耐火材料施工和使用中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其作用主要是排除襯體中的游離水、化學(xué)結(jié)合水和獲得高溫使用性能。烘爐得當(dāng),能提高窯爐及熱工設(shè)備的壽命,否則,水分排除不暢通,將使襯體產(chǎn)生裂紋,降低強(qiáng)度,嚴(yán)重時(shí)甚至引起襯體的剝落或爆炸事故。低水泥系列耐火澆注料等致密、高強(qiáng)型澆注料,因水分較難排除,所以易發(fā)生此類現(xiàn)象。
在烘爐前,將爐頂?shù)鯍齑u上的木楔全部除去,緊好螺栓;測(cè)溫系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)和機(jī)電系統(tǒng)等設(shè)備,應(yīng)安裝、調(diào)試正常,具備投產(chǎn)條件后方可烘爐;烘爐達(dá)到使用溫度后,爐頂?shù)鯍齑u用的吊掛螺栓,應(yīng)再緊一遍并均勻受力。
圖2-5-1為不同結(jié)合劑耐火澆注料的失重率。從圖中看出,110℃烘干后的失重率為55%~80%,在200~300℃的溫度范圍內(nèi),累計(jì)失重率一般達(dá)到70%~90%。這說(shuō)明,低溫階段脫水是比較多的,主要是游離水,還有部分結(jié)合水;隨著溫度的繼續(xù)升高,結(jié)合水和結(jié)晶水則不斷排除。達(dá)到500℃時(shí),澆注料含水率僅為10%左右。同時(shí)看出,耐火澆注料品種的不同,各溫度下的失重率略有區(qū)別。因此,烘爐曲線的制定,也有所差異。
不定形耐火材料的烘烤制度,與其材料品種和性能,施工制作方法,襯體厚度和使用條件等因素有關(guān)。因此,制定襯體的烘烤曲線,應(yīng)充分考慮各方面的情況,總的原則是在600℃之前,應(yīng)緩慢升溫和保溫,以便襯體中的水分充分排除。表2-5-3為不定形耐火材料襯體的烘烤制度。在600℃保溫之后,也可在800℃時(shí)保溫8~16h,其升溫速度一般為20~35℃/h;在一般情況下,可參照該制度,制定出具體的襯體烘烤曲線。低水泥系列耐火澆注料等致密型澆注料的烘爐時(shí)間,應(yīng)比表內(nèi)給定的時(shí)間多24~48h。
在襯體烘烤時(shí),測(cè)溫點(diǎn)的位置要有代表性,一般應(yīng)將熱電偶的位置,設(shè)在烘烤溫度最高、升溫速度較快的部位。同時(shí),熱電偶熱端面應(yīng)與襯體工作面平齊或縮進(jìn)5mm左右,這樣才能較真實(shí)的代表襯體溫度。也就是說(shuō),烘烤制度中所指的保溫溫度,是襯體工作面的溫度。
在襯體烘烤時(shí),最好用煤氣、柴油或電熱等,這些熱源容易控制,使用方便,能保證烘烤質(zhì)量;采用木柴或煤作燃料,應(yīng)精心操作,嚴(yán)防熄火或過(guò)熱,損毀襯體;襯體溫度應(yīng)當(dāng)均勻、穩(wěn)定,同時(shí)應(yīng)根據(jù)烘烤情況,隨時(shí)調(diào)整烘烤制度,以保證烘烤質(zhì)量。
圖2-5-2為加熱爐可塑料襯體的烘爐曲線。該襯體雖然扎了排氣孔,但比較潮濕,物料如橡皮泥似的,水分較難排出,因此襯體的烘烤時(shí)間較長(zhǎng)。有的烘烤15%~30d。一般來(lái)說(shuō)。烘烤12d左右即可。個(gè)別情況,也有烘烤8d的。
圖2-5-3為加熱爐黏土澆注料襯體的烘爐曲線。黏土結(jié)合耐火澆注料的品種多,應(yīng)用廣。其拌和水用量為6%~10%,在低溫烘烤時(shí)較易排除,并留下排氣通道,因此襯體的烘烤時(shí)間較短,一般為7d左右,如果襯體施工完成后,自然養(yǎng)護(hù)或間隔的時(shí)間較長(zhǎng),其烘烤時(shí)間可縮短,一般為5~6d。圖中數(shù)字為每溫度段用時(shí)(h)。
致密型、高強(qiáng)度型低水泥系列和黏土結(jié)合等耐火澆注料得到了較廣泛的應(yīng)用,但襯體烘烤過(guò)程中,操作稍有粗心,即發(fā)生襯體大片剝落、甚至爆炸事故。因此,國(guó)內(nèi)外對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行了詳盡地研究,結(jié)論是摻加防爆劑、適當(dāng)延長(zhǎng)300~600%時(shí)的烘烤時(shí)間,且應(yīng)精心操作,可基本防止事故的發(fā)生。
圖2-5-4為致密型澆注料襯體的烘烤曲線。在加熱爐、均熱爐和工頻感應(yīng)電爐等窯爐及熱工設(shè)備上,用低水泥系列耐火澆注料現(xiàn)場(chǎng)澆灌襯體,用該曲線烘烤,一般未發(fā)生問(wèn)題。因此,對(duì)致密型或高強(qiáng)度型耐火澆注料襯體的烘烤,可參考本曲線。
應(yīng)當(dāng)指出,在致密型澆注料中,摻加金屬鋁粉、聚丙烯纖維等快干防爆劑,其烘爐時(shí)間也可以縮短,一般6d左右即可投產(chǎn)使用。如果時(shí)間允許,應(yīng)保證烘爐時(shí)間大于8d,則有利于爐子壽命的提高。
圖2-5-5為高爐出鐵主溝襯體的烘烤曲線。該襯體為超低水泥剛玉質(zhì)耐火澆注料,并摻加Al粉防爆劑,所以快速烘烤也不剝落和爆炸。在生產(chǎn)情況下,由于非工作襯有一定溫度,因此烘烤40h即可出鐵;高爐出鐵溝襯體,渣鐵線部位易損毀,用同材質(zhì)料進(jìn)行修補(bǔ),一般烘烤20h即可通鐵使用。該類材料,也稱為快干耐火澆注料。
圖2-5-6為高技術(shù)鋼包耐火澆注料的烘烤曲線。鋼包內(nèi)襯厚度上部為170mm和下部為210mm左右。澆注料中含有快干防爆劑。采用煤氣烘烤,嚴(yán)格控制空燃比,保證內(nèi)襯溫度均勻和鋼包上、下部溫差在30℃之內(nèi)。
應(yīng)當(dāng)指出,鋼包大小不一,內(nèi)襯厚度也不同;澆注料品種不同,用水量和其性能也有差異。因此,鋼包的烘烤曲線,應(yīng)根據(jù)各方面的實(shí)際情況,具體而恰當(dāng)?shù)脑O(shè)定。
在窯爐和熱工設(shè)備上,采用不定形耐火材料作襯體,經(jīng)過(guò)烘烤達(dá)到使用溫度后,即可使用。假如烘烤后不使用,則應(yīng)緩慢自然降溫,不得鼓冷風(fēng);若要使用時(shí),不能開(kāi)大火猛燒,應(yīng)以25~35℃/h的升溫速度逐步加熱到使用溫度,方可使用。
在使用過(guò)程中,不定形耐火澆注料襯體不得淋水,如有局部損壞,可用同材質(zhì)料進(jìn)行挖補(bǔ);若停爐時(shí),應(yīng)自然降溫。重新開(kāi)爐時(shí),其升溫速度一般為150℃/h,最高不得超過(guò)250℃/h。當(dāng)停、開(kāi)爐不當(dāng)時(shí),易使襯體產(chǎn)生裂縫或剝落,降低其使用壽命。
在烘爐前,將爐頂?shù)鯍齑u上的木楔全部除去,緊好螺栓;測(cè)溫系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)和機(jī)電系統(tǒng)等設(shè)備,應(yīng)安裝、調(diào)試正常,具備投產(chǎn)條件后方可烘爐;烘爐達(dá)到使用溫度后,爐頂?shù)鯍齑u用的吊掛螺栓,應(yīng)再緊一遍并均勻受力。
圖2-5-1為不同結(jié)合劑耐火澆注料的失重率。從圖中看出,110℃烘干后的失重率為55%~80%,在200~300℃的溫度范圍內(nèi),累計(jì)失重率一般達(dá)到70%~90%。這說(shuō)明,低溫階段脫水是比較多的,主要是游離水,還有部分結(jié)合水;隨著溫度的繼續(xù)升高,結(jié)合水和結(jié)晶水則不斷排除。達(dá)到500℃時(shí),澆注料含水率僅為10%左右。同時(shí)看出,耐火澆注料品種的不同,各溫度下的失重率略有區(qū)別。因此,烘爐曲線的制定,也有所差異。
不定形耐火材料的烘烤制度,與其材料品種和性能,施工制作方法,襯體厚度和使用條件等因素有關(guān)。因此,制定襯體的烘烤曲線,應(yīng)充分考慮各方面的情況,總的原則是在600℃之前,應(yīng)緩慢升溫和保溫,以便襯體中的水分充分排除。表2-5-3為不定形耐火材料襯體的烘烤制度。在600℃保溫之后,也可在800℃時(shí)保溫8~16h,其升溫速度一般為20~35℃/h;在一般情況下,可參照該制度,制定出具體的襯體烘烤曲線。低水泥系列耐火澆注料等致密型澆注料的烘爐時(shí)間,應(yīng)比表內(nèi)給定的時(shí)間多24~48h。
在襯體烘烤時(shí),最好用煤氣、柴油或電熱等,這些熱源容易控制,使用方便,能保證烘烤質(zhì)量;采用木柴或煤作燃料,應(yīng)精心操作,嚴(yán)防熄火或過(guò)熱,損毀襯體;襯體溫度應(yīng)當(dāng)均勻、穩(wěn)定,同時(shí)應(yīng)根據(jù)烘烤情況,隨時(shí)調(diào)整烘烤制度,以保證烘烤質(zhì)量。
圖2-5-2為加熱爐可塑料襯體的烘爐曲線。該襯體雖然扎了排氣孔,但比較潮濕,物料如橡皮泥似的,水分較難排出,因此襯體的烘烤時(shí)間較長(zhǎng)。有的烘烤15%~30d。一般來(lái)說(shuō)。烘烤12d左右即可。個(gè)別情況,也有烘烤8d的。
圖2-5-4為致密型澆注料襯體的烘烤曲線。在加熱爐、均熱爐和工頻感應(yīng)電爐等窯爐及熱工設(shè)備上,用低水泥系列耐火澆注料現(xiàn)場(chǎng)澆灌襯體,用該曲線烘烤,一般未發(fā)生問(wèn)題。因此,對(duì)致密型或高強(qiáng)度型耐火澆注料襯體的烘烤,可參考本曲線。
圖2-5-5為高爐出鐵主溝襯體的烘烤曲線。該襯體為超低水泥剛玉質(zhì)耐火澆注料,并摻加Al粉防爆劑,所以快速烘烤也不剝落和爆炸。在生產(chǎn)情況下,由于非工作襯有一定溫度,因此烘烤40h即可出鐵;高爐出鐵溝襯體,渣鐵線部位易損毀,用同材質(zhì)料進(jìn)行修補(bǔ),一般烘烤20h即可通鐵使用。該類材料,也稱為快干耐火澆注料。
在窯爐和熱工設(shè)備上,采用不定形耐火材料作襯體,經(jīng)過(guò)烘烤達(dá)到使用溫度后,即可使用。假如烘烤后不使用,則應(yīng)緩慢自然降溫,不得鼓冷風(fēng);若要使用時(shí),不能開(kāi)大火猛燒,應(yīng)以25~35℃/h的升溫速度逐步加熱到使用溫度,方可使用。
在使用過(guò)程中,不定形耐火澆注料襯體不得淋水,如有局部損壞,可用同材質(zhì)料進(jìn)行挖補(bǔ);若停爐時(shí),應(yīng)自然降溫。重新開(kāi)爐時(shí),其升溫速度一般為150℃/h,最高不得超過(guò)250℃/h。當(dāng)停、開(kāi)爐不當(dāng)時(shí),易使襯體產(chǎn)生裂縫或剝落,降低其使用壽命。