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          微膨脹耐火澆注料的研究及在球式熱風(fēng)爐上的應(yīng)用

一、        微膨脹耐火澆注料的研究

1、問題的提出：

在球式熱風(fēng)爐使用壽命的調(diào)查中，不難發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)爐的爐襯，尤其是熱風(fēng)爐的球頂襯體的好壞是影響熱風(fēng)爐使用壽命的關(guān)鍵因素之一。綜合分析其損壞原因：（耐火磚）1、熱風(fēng)爐長(zhǎng)期處于送風(fēng)、燃燒、冷熱周期變化的工況，球頂溫度隨之發(fā)生周期性變化，耐球式熱風(fēng)爐使用過(guò)程中又需經(jīng)常性的更換耐火球，所引起的溫度急劇變化，對(duì)球頂襯體形成更為強(qiáng)烈的熱沖擊，使得球頂耐火襯體長(zhǎng)期處于極其苛刻的環(huán)境之中。（耐火磚）2、球式熱風(fēng)爐的球頂襯體多采用高鋁磚砌筑，基中還有相當(dāng)一部分是異型磚，而高鋁磚熱震穩(wěn)定性差，加上許多廠家生產(chǎn)的高鋁磚高溫蠕變較大，所以在溫度急劇變化中，磚襯易剝落。（耐火磚）3、磚襯中的磚是由耐火泥粘結(jié)，使之具有一定的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，耐火泥漿的粘結(jié)強(qiáng)度、性能，便宜成為影響襯體壽命的重要因素。在高溫?zé)釕?yīng)力的作用下，砌體和磚之間都會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)、開裂，嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)大面積掉磚。別外在倒球時(shí)，可能因上部球粘結(jié)有時(shí)還需放小炮，所產(chǎn)生的震動(dòng)則更加劇了球頂襯體的破壞，迫使熱風(fēng)爐停爐檢修。

為了解決因熱風(fēng)爐球頂損壞而產(chǎn)生被動(dòng)的局面，某廠曾在100m³ 球式熱風(fēng)爐互不干涉內(nèi)政頂襯體采用自行研制的礬土水泥結(jié)合高鋁混凝土進(jìn)行整體澆注，以減少修爐時(shí)間，節(jié)約資金，延長(zhǎng)壽命。硬件澆注熱風(fēng)爐球頂（耐火磚）克服了異型磚等砌筑薄弱環(huán)節(jié)，取消了所有磚縫，避免了高爐煤氣燃燒后的灰份中雜質(zhì)向磚縫滲透，提高球頂褓的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，這對(duì)球式熱風(fēng)爐球頂?shù)暮嫌脡勖鼞?yīng)有所提高，但使用半年后即發(fā)現(xiàn)球頂內(nèi)襯嚴(yán)重剝落、 龜裂。剝落最深達(dá)300mm，裂紋最寬60mm。

總結(jié)某廠熱風(fēng)爐球頂整體澆注經(jīng)驗(yàn)，對(duì)所采用的耐火混凝土進(jìn)行性能、材質(zhì)以及損壞機(jī)理分析，（耐火磚）我們認(rèn)為，問題的關(guān)鍵是該混凝土的性能仍不能適應(yīng)球式熱風(fēng)爐球頂?shù)母邷�，溫度波�?dòng)、溫度梯度等惡劣工作狀況，如能解決材料的剝落、開裂，提高材料的整體性能，熱風(fēng)爐球頂整體澆注應(yīng)該是可行的，為此我廠進(jìn)行了下列試驗(yàn)研究。

2、微膨脹耐火澆注料的研究

據(jù)多年的耐火澆注料的研究和使用，我們認(rèn)為澆注料的材質(zhì)、施工性能以及結(jié)合劑的分解，燒結(jié)時(shí)的陶瓷結(jié)合，澆注料組份中的化學(xué)反應(yīng)，以及體積變化等等，都是使用成功與否的重要因素，這些因素的設(shè)計(jì)如果不合理，最終都會(huì)加速澆注料襯體的損壞，據(jù)此提高澆注料的性能，消除使用條件下民的內(nèi)應(yīng)力，改變料體的顯微結(jié)構(gòu)，從而提高料體的耐熱震性、耐剝落性至關(guān)重要。

國(guó)外有學(xué)者介紹，改變陶瓷材料的顯微結(jié)構(gòu)，兩種常用的方法是合理的粒度分而和添加與周圍基質(zhì)具有不同熱膨脹特性的骨料。根據(jù)Andreasen公式P=100（d/D）ⁿ  計(jì)算，，粒度越粗，耐熱震性越好，但其強(qiáng)度的絕對(duì)值損失較大。而有研究結(jié)果表明，添加微膨脹劑的作用，是當(dāng)料體受到高溫時(shí)，膨脹劑會(huì)引起周圍基質(zhì)產(chǎn)生微裂紋，基質(zhì)的燒結(jié)和過(guò)度的密度被抑制住了。膨脹劑周圍形成的微裂紋能吸收擴(kuò)散裂紋的能量，并防止材料的完全劣化。添加膨脹劑的澆注料中形成的顯微結(jié)構(gòu)能較好地吸收由于溫度梯度或基質(zhì)燒結(jié)產(chǎn)生的應(yīng)力。這種顯微結(jié)構(gòu)提供了較好的耐熱震性。本試驗(yàn)研究基于該研究成果時(shí)行了大量的工作。試驗(yàn)研究所采用的耐火燒注料是以高鋁骨料為主，含有少量結(jié)合粘土的低水泥澆注料為研究體系，骨料粒度分布采用n=0.45Andreasen公式計(jì)算，加入膨脹劑，研究出具有微膨脹性、熱震穩(wěn)定性好的微膨脹澆注料。