“零膨胀”耐火可塑料在加热炉炉顶的施工应用

　　耐火可塑料是由一定颗粒级配的耐火骨料、粉料、结合剂和外加剂,经配制、加水(或含结合剂的液体)混练、挤压成块状或泥团状物料,在包装贮存一定时间后仍具有良好的可塑性,可用捣打方法施工的一种不定形耐火材料,主要用于钢铁工业中的各种加热炉、均热炉、退火炉、烧结炉以及电炉顶等的衬体。可塑料具有高温强度高,抗热震性好,热导率小,抗剥落性和抗渣侵蚀性强,使用寿命长,节约能源等优点,特别适合于炉顶、烧嘴砖等容易受损并且不易成型的部位。

　　(推钢式加热炉)

　　加热炉用耐火可塑料的施工特点

　　耐火可塑料属于气硬或热硬性材料。可塑料中的含水量较少,暴露在空气中较短时间就会硬化,因此施工时结合面要连续施工。可塑料块与块之间必须借助一定的外力才能结合在一起,这种外力需要垂直于施工面。

　　可塑料使用在炉顶位置时,由于炉顶采用吊挂结构,通过锚固砖把耐火材料吊挂起来成为一个整体,要求必须使可塑料与锚固砖结合紧密。锚固砖是吊挂在炉顶钢结构上的,在施工过程中必须使每块锚固砖受到预应力,这样才能保证炉顶受力面均匀,不塌落。可塑料在受外力结合的过程中,必然会向四周扩张,不能保证炉顶的厚度,这就要求在炉顶的上下2个面都要设置模板,使可塑料的厚度控制在要求的范围内。

　　可塑料在高温下会收缩,所以不需要采用传统的方法留设膨胀缝。但为了防止材料收缩后出现横七竖八的裂缝,在施工过程中可以采用切缝的方法。

　　经过加工后的可塑料表面光滑,不利于结合,注意尽量要使接合面粗糙。施工完成后外表面也要粗糙,扎上部分气孔以利于排出可塑料内的水分。

　　1、施工准备

　　根据耐火可塑料的施工工艺要求,准备空压机(或稳定的气源,压力0.7 MPa)、风锤、木模砖、刮毛工具、切膨胀缝工具、扎透气孔工具、拉模施工用工具、木质模板、钢质模板等。

　　木模砖的制作非常重要,它需要按实际锚固砖的1∶1比例制作。炉顶用木模砖需要制作两种:一种木模砖(锚固砖挂到炉顶上时)上垂直于炉膛中心线的1个表面不用加工成沟槽,刨平即可,其余5个面按锚固砖实际尺寸加工,按照实物砖数量的五分之一准备;另一种木模砖(锚固砖挂到炉顶上时)上平行于炉膛中心线的1个面不用加工成沟槽,刨平即可,其余5个面按锚固砖实际尺寸加工,准备10块即可。

　　2、施工方法

　　预加载荷、拉模施工的施工工艺可保证拆模后炉体钢结构的受力情况与拆模前基本一样,避免拆模后钢结构发生较大的挠度变化,从而导致炉衬受力不均乃至断裂。特别是炉顶施工过程中,预加载荷、拉模施工的施工工艺可保证炉顶钢结构的变形与炉衬的变形基本同步,否则升温后有可能发生断裂、塌顶的情况。

　　炉顶拉模施工均采用两头带螺纹的特别螺杆,通过两头用螺母调节距离。

　　炉顶采用悬挂式吊模,其安装模板的标高应比设计炉顶高度低5 mm左右,以保持炉顶内表面有适当的拉毛、修正余量。吊挂螺杆的纵向间距为1.0~1.5m,横向间距为:模板长度+拉模螺栓直径+(5~10)mm。模板横向铺放在悬挂着的40 mm脚手架管上,同时铺放木质上模板,上下模板随着可塑料捣打进程分段铺放,木质上模板循环使用。整个炉顶施工完成后一起拆下模板,拆模后立即刮毛、修砖面、切胀缝、扎透气孔。通过调节螺母以确保吊挂好的锚固砖与下模板之间的距离为5 mm。压下部位的拉模应从最低的水平段开始,再向两端斜坡拉模,最后转入炉顶水平拉模。“合门”处的拉模视现场情况而定。

　　加热炉炉顶的具体施工工艺如下

　　炉顶的捣打施工一般分段进行。捣打锤头的受力方向应与炉顶工作面互相垂直,避免因料面接合不好而导致的炉顶工作面剥落,以提高炉顶的寿命。

　　可塑料每层只能铺放单层料(50 mm厚),风锤要垂直于捣打面,从料坯接缝处开始捣打。锤头在上下模板之间垂直移动,锤印应重叠2/3,行与行重叠1/2,并至少往返1次。捣固后应平整、密实、均匀。

　　可塑料施工应连续进行。施工间歇时,把材料垂直炉壳切成直角,用塑料布覆盖,防止水分散失。如施工中断较长时间,接缝应留在两排锚固砖的中心线处,继续施工时,把已干的表面切下并刮毛。

　　安设锚固砖或吊挂砖前,应用与此同齿形的木模砖楔紧、打入可塑料,形成齿印后,再将锚固砖嵌入、楔紧固定。吊挂砖与吊挂梁之间必须楔紧。炉顶吊挂锚固砖、吊挂钢筋环与吊挂钢管的接触,要靠严拉紧,并处于受力状态,以防止炉顶拆模时下沉。

　　炉顶“合门”处宜选在水平炉顶段障碍较少的位置。“合门”处宽度不应大于600 mm。“合门”处应捣打成漏斗状,并应尽量细小,分层铺料,分层捣实。

　　可塑料施工后应尽早拆模,使衬体内的水分散发。修正前,应先将锚固砖端面周围的可塑料,用木锤或捣打锤头轻轻敲打,使之紧密咬合,再以锚固砖或吊挂砖端面为基准削除多余部分。修正包括刮毛、扎透气孔及切膨胀缝。

　　拆模后用钉齿板刷或刮毛手锄将施工体表面刮毛,这样有利于施工体水分的排出,避免产生裂纹。

　　用直径2~3 mm的小尖钎子在可塑料受热面扎透气孔,其深度为衬厚的2/3,但不能超过200mm,间距为150 mm。

　　可塑料内衬受热面的膨胀缝,应按设计位置切割,深50~80 mm,膨胀缝间距为1.2~1.8 m。切膨胀缝的工具为有刚性的刀状物,厚度越薄越好。

　　3、注意事项

　　施工中或施工后,可塑料施工体不允许与水接触。

　　在与可塑料施工体接触处施工浇注料时,应做好可塑料施工体的防水工作。

　　烘炉之前应尽早拆模使砌体自然干燥。

　　由于可塑料的“零膨胀”设计,可塑料砌体在干燥、烘炉后出现裂纹及膨胀缝扩大是正常的。但如果裂纹宽度超过10 mm,则应在裂缝及膨胀缝处填充耐火纤维,以防止炉衬在低温状态下窜火、冒烟。裂缝及膨胀缝将在1 350℃左右趋向闭合。

　　可塑料产品规格一般为230 mm×185 mm×50mm,每6片用塑料袋密封。应放置在室内仓库中,防止阳光直晒,远离高温,做好防水、防冻,使用时方可打开包装。施工时环境温度应在5℃以上。

　　可塑料属于气硬或热硬性耐火材料,应以50℃·h-1的速度升温至1 300℃并保温24 h之后,才允许施工炉顶轻质浇注料,否则应做好可塑料的防水工作。

　　由于可塑料的“零膨胀”设计,以往炉顶烧穿、透火等现象基本消失。

　　由于可塑料含水率低,在整个施工过程中不添加水,烘炉时间缩短,并大幅度降低因为水分不能充分排出而导致炉顶烘裂的风险。