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  • 选择合适工艺、材料实现耐材长寿

    日期:2010年7月14日 15:23
    本钢1880mm热连轧机组采用了先进的辊底式加热炉,加热炉烟道共用段从2004年4月开始烘炉投入使用,环形烟道设计所采用的1260℃绝热涂抹浇注料作为工作衬,从运行后几次检修的情况看,烟道耐材在使用3~4个月后出现了不同程度的剥落现象,一定程度上制约了加热炉的正常运行。本钢采用低水泥喷涂料进行施工后,烟道外壁温度一直处于正常范围,完全可以满足辊底式加热炉烟道的使用要求。   为使烟道工作衬使用寿命达到满足加热炉生产的需要,耐材方面一定要保证中、小修用喷涂料的质量,施工方面在喷涂设备符合要求的情况下,喷枪手的技术是至关重要的,另外耐材有其自身的硬化机理和强度变化规律,烘炉操作要严格按烘烤曲线执行。   耐火度和浇注方式影响耐材使用寿命本钢辊底式加热炉烟道工作衬原采用的1260℃绝热涂抹浇注料,其最高使用温度仅为1260℃,耐火度不高,体积密度较低,耐压强度和抗折强度偏低,使用3~4个月的时间后脱落的主要原因有以下几个方面:首先,烟道工作衬所采用的绝热涂抹浇注料耐火度低,不能承受加热炉高温烟气的连续冲刷,由于烟道内为负压运行,高温段火焰经常直接接触靠近加热炉的烟道内衬耐材,促使最高使用温度为1260℃涂抹浇注料熔融损毁。另外,材料在低温和高温的抗折强度和耐压强度均不高,虽然烟道工作衬不承担较大的载荷作用,但烟道烘烤及正常运行过程中产生的热应力和自重也会对工作衬绝热涂抹浇注料造成一定的破坏。   其次,烟道工作衬1260℃绝热涂抹浇注料正常应采用涂抹或浇注的方式施工。由于烟道钢结构内径较小(共用烟道为1280mm,A线、B线烟道为1853mm),采用浇注成形的方式没法搭建支撑模具,更无法进行振动施工,故现场采用人工涂抹的方式进行施工,必须分为几次进行涂抹。由于料层之间的干湿程度不能形成连续性,人工涂抹时的压力又达不到足够大,故绝热涂抹浇注料在厚度方向上就易分层。烟道工作衬耐材最高使用温度为1260℃,靠工作面的耐材易烧结收缩,故工作衬内层耐材就容易剥落,这是烟道工作衬损毁的主要原因。   选取机械喷涂的方式浇注烟道内衬传统的烟道工作衬一般是采用定形耐火制品(轻质黏土砖或轻质高铝砖)砌筑而成,存在耐材整体性差、局部损毁后不易修复、施工时间长且费用高等缺点。逐渐发展起来的作为烟道工作衬的不定形耐火材料施工方法主要有浇注法、捣打法、涂抹法和喷涂法等。   传统烟道工作衬采用轻质定形制品砌筑方式,存在着较多的缺点,而绝热涂抹浇注料实际应用中出现了分层剥落的弊病,圆形烟道工作衬耐材若采取浇注或捣打的方式施工,一方面需要足够的时间,另一方面要求管径足够大。而辊底炉烟道内径为1280mm~1853mm,保温层还需铺50mm的陶瓷纤维板,因此管径较大;另外加热炉的中、小修所用时间仅为10~48小时,没有足够的时间进行浇注或捣打施工。最后,有关人员确定选取机械喷涂的方式浇注烟道内衬,在喷涂料质量保证的情况下,该方法能保障烟道工作衬耐材的整体性、致密性,且施工时间短,虽然管径小会对喷涂造成一定的困难,但通过更换不同型号的喷枪是可以解决的。   烟道工作衬喷涂料种类的选择适用于辊底式加热炉烟道工作衬的耐材为中重质喷涂料,其按结合剂的种类可分为普通水泥喷涂料、低水泥喷涂料、超低水泥喷涂料和无水泥喷涂料。普通水泥喷涂料CaO含量较高,在使用过程中易形成低熔相而使高温性能降低;而无水泥浇注料的硬化速度慢,不能满足烟道中、小修时间的要求。结合两方面的实际使用条件,选择低水泥喷涂料作为烟道工作衬较为合适。   低水泥喷涂料具有如下优点:喷涂料中的CaO含量低,可减少材料中生成的低熔相,从而提高耐火度、高温强度和抗侵蚀性;喷涂料的需水量只有普通喷涂料的1/2~1/3,因而气孔率低、体积密度高、强度大;喷涂料养护后生成的水泥水化物少,在加热烘烤时不存在大量水合键破坏而使材料中温强度下降的问题,而是随着热处理温度的提高而逐渐烧结,强度也逐渐提高。   本钢选出两种配方的喷涂料,并进行了实验1号喷涂料CaO含量为6.77%,接近普通水泥喷涂料,硬化速度较快,早期初凝时强度较大,适用于10小时左右抢修时局部烟道工作衬使用,高温性能略低,但足以满足烟道工作衬修补的要求;而2号喷涂料CaO含量为2.05%,属于低水泥喷涂料范畴,低温强度不是很高,烘烤时间足够,按加热炉设计时的烘炉曲线升温,中温强度和高温强度逐步升高,适用于加热炉中修烟道大面积更换工作衬时应用。另外2号低水泥喷涂料耐火度和耐高温烟气冲刷能力高于1号喷涂料。   在烟道工作衬小修喷涂试验成功的基础上,本钢于2006年8月利用BSP中修时,对烟道工作衬进行了工业性喷涂试验。他们利用低水泥喷涂料对A线烟道、B线烟道和共用段烟道进行了喷涂,喷涂效果达到了预期要求,料层整体性强、致密度高、表面平整,基本上按设计要求进行烘炉。目前,辊底式加热炉烟道外壁温度匀在110℃~120℃之间,工作衬完好无损,表层稍有烧结,处于低水泥喷涂料正常的使用状态。

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