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锅炉用耐火保温材料的应用

2021-07-22 10:11:20 浏览量:

  硅酸钙制品这种材质的保温材料制品一般用于锅炉的顶罩以及锅炉本体管道并且曾经在国内大型锅炉中得到广泛的应用。但是由于这种硅酸钙制品在振动以及局部温度过高的环境下会发生破裂、炉墙产生松动,为此不宜使用于炉墙墙体部位。鉴于以上问题,硅酸盐制品的制品还有待进一步的提升,将其中的增强纤维升级为耐高温的纤维材料,同时在施工中严格控制压缝、错缝、并缝以及勾缝等施工过程。目前国内在湿砌及干砌中分别使用了负荷硅酸盐保温填料与矿纤维填塞,显示了很好地改善效果。

  硅酸铝纤维制品硅酸铝制品可以分为干法与湿法两种制品。其中湿法制品具有较大的容重,一般在150-200Kg/m3,而耐热温度仅为150度,同时具有一定的吸湿性、易折断性,为此保温效果有限;干法制品中含有不高于2%的树脂以及不含树脂的针刺毡,由干法热固性树脂制备的硬质制品以及长纤维半硬质制品具有很好耐火保温效果。为此这里建议在炉顶以及炉墙内侧使用硬质、半硬质及针刺毡的干法制品。

  锅炉卫燃带耐火材料锅炉卫燃带耐火材料所应该具备的主要性质包括抗渣性、高强度、耐磨、热稳性、热导率高等性能。传统的卫燃带耐火材料主要使用铬质捣打料,但是由于国内高品质铬资源匮乏,为此目前主要使用碳化硅捣打料、碳化硅高铝质涂抹料、高铝磷酸盐可塑料、高温膨胀可塑料。其中前两种材料的价格较高,但是寿命长、性能好,而后两种材料的价格虽低,但是性能一般,并且寿命短。为此在旋风炉以及液态排渣炉中不宜使用高磷酸盐耐火可塑料或者捣打料,避免在使用中发生剥落或者裂缝的产生,从而提升材料的抗渣性以及降低修补频次。

  高温微膨胀耐火可塑料这种耐火材料从1986年开始推广使用,与引进的超级3000号耐火水胶泥性能相当,在应用于穿墙管以及锅炉炉顶中表现出一定的优势。但是这种材料自身的凝固时间较长,易于出现干缩裂缝,从而为施工及维护带来很大的麻烦。同时供货质量存在一定波动性,有时的耐火度以及常温强度低于1580度及981N/cm2。而近年来研发的快硬锅炉密封耐火材料很好地克服了以上问题,在使用中表现出强度高、凝固时间短、干缩性小、微膨胀、不裂缝等优势,为此建议将高温微膨胀耐火可塑料改为快硬锅炉密封耐火材料。

  泡沫石棉保温材料这种材料具有施工手感好、导热系数小以及容重轻的优势,为此被广泛的应用于烟风道、除尘器以及锅炉炉墙上。但是依然存在两个问题需要尽快解决,即弹性差、防水处理后发脆。根据相关的国家标准,泡沫石棉的最佳容重为25-30Kg/m3,此时其蓄热性、气密性均很好。在实际使用中考虑到炉墙的保温性要合理的控制容重,并将使用温度控制在400度以下。 2.中间包耐火材料使用问题解决中间包耐火材料使用过程中出现的问题,有些是材料本身的质量问题,有些则跟现场施工有关系,需要认真观察分析。

  1.中间包耐火材料的配置中间包耐火材料包括永久层浇注料、工作层干式料、水口及座砖、挡渣墙系列和连铸三大件。

  永久层介于工作层与中包壳之间,不与钢液和钢渣直接接触,主要起隔热和保护包壳的作用。一般用铝镁浇注料。

  工作层与钢液、钢渣直接接触,需要承受钢液的冲刷、钢渣的侵蚀和渗透。工作层大多采用镁质干式料,镁质干式料抗渣性好,施工方便、易于解体,还能起到净化钢液的作用。

  中包水口是钢液从中间包进入结晶器的通道,需要承受钢液的冲刷和温度的急剧变化;座砖则是起到保护和固定水口的作用,不与钢液直接接触。中包水口多是锆芯和高铝坯体复合而成,座砖一般是高铝材质。

  挡渣墙系列耐火材料主要包括挡渣墙、侧板、背板和湍流器,需要承受钢液的冲刷、钢渣的侵蚀和渗透。一般采用镁质材料制成。

  连铸三大件包括大包套、塞棒和浸入式水口,需要随钢液的冲刷、钢渣的侵蚀和渗透。塞棒用于浇注时控制钢液流量,大包套管和浸入式水口用于保护浇注,隔绝空气,防止钢液二次氧化。连铸三大件多是铝碳材质,有时也加入部分氧化锆。

  2.中间包耐材常见问题1干式料无强度中间包投入使用前,工作层干式料需要具备一定的低温强度,低温强度主要靠振动和烘烤获得。干式料经过振动和烘烤脱模一,经常会出现局部无强度或强度低的情况,极易造成塌包,影响连铸的案例生产。经过长期观察和分析得出,造成干式料无强度或强度低的原因主要有:

  (1)烘烤问题:钢铁厂所用的中间包烘烤装置为煤气烘烤器,长期使用后会造成管道聚焦大量焦油或是烧嘴损坏,造成局部烘烤效果不佳而导致无强度或强度低。

  (2)干式料受潮:干式料由70%的颗粒和30%的细粉组成,细粉包含镁砂和结合剂,细粉因为比表面积高极易吸水受潮,镁砂和结合剂吸水后水化变质导致结合剂失效,无法在烘烤时产生结合强度;(3)结合剂搅拌不均匀:生产干式料时需要将各种颗粒、细粉和结合剂放在一起混合均匀,有时受人为因素或搅拌设备影响导致搅拌不均匀,部分干式料没有结合剂或结合剂含量很少导致烘烤脱模后局部无强度。

  解决措施:首先需要保证烘烤器的烘烤效果,定期对煤气管道进行吹扫,清除焦油和灰尘,损坏的烧嘴及时更换,其次是需保证干式料干燥、混料均匀。

  2.2湍流器上浮湍流器在连铸生产过程中主要起到稳定钢流和保护冲击区的作用,属于挡渣墙系列耐火材料,一般采用镁质材料生产。在多炉连浇过程中,有时湍流器会滔在钢液表面,起不到稳定钢流和保护冲击区的作用,对钢液质量和安全生产不利。湍流器上浮是因为耐火材料的密度小于钢液密度,浸泡在钢液中就会上浮,湍流器上浮包括湍浮器边框上浮和整体上浮两种情况。湍流器边框上浮是因为镁质材料在高温钢液的浸泡下膨胀系数过大易造成开裂,而边框与冲击板接触部位又属于薄弱环节,易造成边框与冲击板分离,整体上浮是因为安装湍流器时底部工作层不平整,开浇后钢液钻入湍流器与工作层之间的缝隙造成湍流器整体上浮。

  解决措施:其一是调整湍流器的配方,控制高温下的膨胀量;其二是安装湍流器时在工作层表面铺一层耐火粉,保证湍流器与工作层无缝隙。

  2.3水口开裂渗钢含锆芯的中包水口在浇注过程中易开裂导致渗钢,经常迫使连铸堵流生产或非正常停机。分析认为水口开裂主要是因为锆芯的抗热震性不佳。

  解决措施:锆芯的体积密度不能过高,体积密度越高抗热震性越差,适当加粗水口坯体,可以防止钢液渗出。

  2.4大包套管断裂大包套管位于钢包下水口和中间包之间,其冶金作用是防止钢液从钢包流进中间包的过程中钢液飞溅和被氧化。大包套管在使用过程上最常见的问题是断裂,产生断裂的原因有两个方面,一是大包套管抗热震性能不佳,二是更换钢包时需要让大包套管和钢包下水口分离,当套管与钢包下水口粘的紧时浇钢工外对大包套管施加外力导致套管断裂。

  解决措施:一是选用热膨胀系数和弹性模具均小的材料生产套管以提高抗热震性能;二是当套管与下水口无法分享时不能对套管下部施加外力,可以在套管上部钢壳处施加外力使其分离。

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