爐輥是薄板坯連鑄連軋加熱爐(CSP加熱爐)的主要設(shè)備,爐輥質(zhì)量的好壞對整個連鑄加熱爐的影響很大。爐輥主要是由輥軸、耐熱鋼環(huán)及耐火澆注料包扎組成。由于爐輥承受著高溫?zé),輥自身的高速轉(zhuǎn)動及板坯通過時的強振動力,大的溫度梯度所帶來的熱應(yīng)力以及氧化鐵皮的侵蝕,使用條件非?量。耐火材料的主要作用是保護金屬軸部分不被高溫?zé)龘p,減少冷卻水帶走更多的熱量,提高鋼板的加熱質(zhì)量。
一:爐輥耐火材料的復(fù)雜環(huán)境
爐輥耐火材料部分靠近爐輥處溫度不到200℃而耐材表面溫度最高可達1300℃。溫度梯度大,所使用的耐火材料要保證在高荷載時間內(nèi)不易開裂和剝落,要求強度高結(jié)構(gòu)均勻。
一般情況下,爐輥有2米長需包扎耐火材料,而耐材包扎層的厚度也有60~70mm。如果材料太重的話,轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的離心力也大,同時給傳動部分帶來的負擔(dān)也將加重。
爐輥澆注空間狹窄,材料下落阻力大,澆注料的流動度需要大于150mm,只要稍加振動,材料便可迅速填充各個角落,充分保證澆注料質(zhì)量
二:鋼纖維增強耐火澆注料的性能分析
根據(jù)爐輥耐火材料的復(fù)雜工作環(huán)境定制一種高荷重耐熱鋼纖維增強耐火澆注料,這種材料是通過選擇優(yōu)質(zhì)原材料、制定合理的顆粒級配、添加有效復(fù)合外加劑、引入抗渣材料、應(yīng)用納米技術(shù)等使?jié)沧⒘匣w的各項指標(biāo)更符合爐輥這種特殊功能材料的使用特點。
在高荷重鋼纖維增強澆注料中,鋼纖維是作為裂紋制止器存在的,它可以有效組織和延緩耐火澆注料的微裂紋在熱應(yīng)力和機械應(yīng)力作用下擴展,提高耐火澆注料的短裂功能。與普通澆注料相比,鋼纖維澆注料具有較高的抗熱沖擊性,抗機械沖擊性,當(dāng)摻入5%左右的鋼纖維材料時斷裂功能是增加了三十倍。,其中鋼纖維中的鎳是很貴重的有色金屬,它可以增加鋼纖維的高溫韌性和高溫強度,含鎳量越高,材料的抗開裂性能也越好,選著高品鋼纖維對耐材的成本增加很多,但對爐輥的壽命大有益處。
三:爐輥的制作前期準(zhǔn)備。
由于爐輥是由耐火澆注料包扎層和金屬輥軸組合而成,二者的性能截然不同,特別是由二者受熱時膨脹系數(shù)相差很大而不可避免的產(chǎn)生結(jié)構(gòu)應(yīng)力,爐輥的制作必須充分考慮結(jié)構(gòu)的應(yīng)力的消除和釋放,也就是使耐火材料和金屬輥軸之間形成有機整體,不互相較勁。
①:除銹:對要進行澆注的輥軸表面仔細除銹打磨干凈。
②:錨固鉤的焊接:用不銹鋼焊條將耐熱鋼錨固件牢固地焊接在輥軸上,焊完后敲掉表層焊皮。
③:刷瀝青:用瀝青漆在輥軸表面均勻涂刷一薄層。
④:包纖維毯:在輥軸表面均勻包裹一層耐火纖維毯,在毯的表面包裹一層塑料膜,再用塑料繩捆扎嚴實。在錨固鉤上包裹一層電工膠布或塑料膠條,對難以處理的部位涂一層瀝青漆厚度為1mm為宜。
輥還應(yīng)避免與耐火材料直接接觸,一般用耐火纖維毯或紙板、塑料板等可壓縮或高溫可燒掉的材料隔開。
四:高荷重鋼纖維增強耐火澆注料爐輥澆注料施工步驟
(1)安裝模板前在模板內(nèi)表面均勻涂抹一層黃油或其它脫模劑。為防止振動造成螺栓脫扣,安裝連接時應(yīng)加墊彈簧墊片。平均振動器和模板連接時也應(yīng)加墊彈簧墊片。檢查每個平板振動器確保正常工作。
(2)澆注流程
a.干混:再攪拌機中加入已配好的耐火混和料、外加劑、鋼纖維
b.濕混:加水時嚴格控制加水量,正常情況下不應(yīng)超過重量比的6.0~6.5%,以現(xiàn)場振動泛漿為準(zhǔn)。夏季溫度高、硬化太快時可多加0.5%的水,以避免成型困難,保證振動密實:加水太多,材料的強度和性能不能很好地發(fā)揮。一般濕混5分鐘左右即可出料澆注。
C.澆注成型:攪拌好的料應(yīng)邊出料邊向模板內(nèi)加料,根據(jù)現(xiàn)場情況適當(dāng)開啟振動器,開啟時間以振動為宜,不宜過長。
D.養(yǎng)護:澆筑完畢,在澆注孔表面覆蓋塑料薄膜,精置24小時即可脫模。脫模后,為防止水化不完全,用塑料布將澆注好的爐輥包扎好。養(yǎng)護3天。
E.烘烤:在150℃前應(yīng)以10℃/小時的升溫速度緩慢升溫,防止水份急劇蒸發(fā)而產(chǎn)生爆裂,到達150℃,保溫24小時,再以15℃/小時的升溫速度升至250℃,保溫24小時,烘烤程序要嚴格執(zhí)行才能保證材料性能的正常發(fā)揮。
五:高荷重耐熱鋼纖維增強耐火澆注料爐輥的使用效果
高荷重耐熱鋼纖維澆注料在某國企CSP均熱爐上使用一年后進行年檢發(fā)現(xiàn)爐輥表面光滑、完整、未有開裂、剝落的現(xiàn)象,其壽命比普通莫來石澆注料提高2倍以上,且節(jié)能環(huán)保,可完全滿足CSP加熱爐的苛刻的使用條件,滿足CSP加熱爐工藝對爐輥的要求。