摘要：加熱爐拱形爐頂工作襯使用的是重質(zhì)耐火澆注料預(yù)制成型的預(yù)制件，直接承受高達(dá)1300℃的高溫，并且同時(shí)承受加熱爐生產(chǎn)過程中的震動(dòng)荷載，以及停爐維修的冷熱交替作用，爐頂?shù)?B>澆注料預(yù)制件的施工質(zhì)量直接關(guān)系整個(gè)加熱爐生產(chǎn)性能和使用壽命。為滿足工藝需求我公司與河南華北起重吊鉤有限公司簽訂的加熱爐專用澆注料合同中，我公司委派技術(shù)指導(dǎo)員現(xiàn)場為該公司做澆注料預(yù)制件的制作指導(dǎo)。
一：工況環(huán)境要求
近年來我公司生產(chǎn)過多種針對加熱爐爐頂使用的澆注料拱形預(yù)制件有直形拱頂、弓形頂、對拱型爐頂都是在我公司直接完成生產(chǎn)后再發(fā)往使用方安裝，此次與河南華北起重吊鉤有限公司簽訂的加熱爐專用澆注料合同中，原設(shè)計(jì)也是在我公司生產(chǎn)完成后，再發(fā)往使用。但是由于該公司的推鋼式加熱爐跨度長7.5米寬4米，爐頂拱形澆注料預(yù)制件生產(chǎn)要求長在3.2米、寬0.5米高0.8米，單塊重量基本已經(jīng)達(dá)到了2.5噸左右，如果在我公司生產(chǎn)會受到一定的限制，最終經(jīng)過協(xié)商客戶要求我公司在現(xiàn)場制作完成。
二：原使用材料塌落原因分析
為了滿足澆注料預(yù)制件能夠在現(xiàn)有的工況環(huán)境下使用壽命更長，我公司總結(jié)了該公司之前使用的材質(zhì)所出現(xiàn)的問題，該公司之前一直使用的是CA-60低水泥耐火澆注料，使用壽命最長在7個(gè)月最短在5個(gè)月就出現(xiàn)爐頂拱形預(yù)制件層層脫皮剝落的現(xiàn)象最后導(dǎo)致越燒越大，然后倒塌，造成停產(chǎn)，在使用過程中我公司經(jīng)過與該公司生產(chǎn)技術(shù)的對接，發(fā)現(xiàn)該公司的爐況工作時(shí)間是間斷性的，是根據(jù)訂單合同的多少，決定開爐時(shí)間，在加之目前河南地區(qū)環(huán)保比較嚴(yán)厲，在環(huán)保稽查時(shí)間段就要求會停產(chǎn)整改，所以該公司的加熱爐是開一段時(shí)間就停一段時(shí)間爐溫就驟降到最低點(diǎn)，也有時(shí)候是根據(jù)白天生產(chǎn)晚上就就基本停爐悶爐狀態(tài)了，所以最后我公司分析脫落原因很大一部分是因?yàn)椋瑵沧⒘项A(yù)制件在受到停爐爐溫驟降后的急冷與爐溫升起后的急熱現(xiàn)象導(dǎo)致的冷熱交替性差生成了表面的脫皮。在得知使用工況后我公司對澆注料預(yù)制件使用的耐火澆注料在以前該公司的使用經(jīng)驗(yàn)上做了配方的調(diào)整。
三：澆注料預(yù)制件配方調(diào)整
經(jīng)過我公司生產(chǎn)部門對澆注料預(yù)制件使用耐火澆注料做了配方升級、顆粒粒徑大小的調(diào)整，全部采用AL2O3含量≥75%的礬土骨料，粒徑最大顆粒在8mm，1~3mm顆粒控制在28% ，3~5mm顆粒控制在25%，5~8mm顆粒控制在15%，選用電熔純鋁酸鈣水泥做結(jié)合劑，微硅粉選用流動(dòng)性大于20cm進(jìn)口微粉并添加了SiC粉做細(xì)粉增強(qiáng)以提高澆注料的抗熱震性能、添加莫來石粉降低線變化率的收縮。SiC粉導(dǎo)熱性好，在澆注料中添加SiC有利于改善熱穩(wěn)定性，但由于SiC微粉加入量并不太多，還不足以成為抗熱震性顯著提高的主要原料。材料抗熱震性能好壞在很大程度上取決于線變化率的蠕動(dòng)與變化。由于SiC粉是均勻分散于澆注料中的，因而煅燒時(shí)在材料基質(zhì)中形成的氣孔分布也是均勻的，這相當(dāng)于在基質(zhì)中均勻分布了大量微裂紋。哈塞曼理論指出，微裂紋的數(shù)量越多，在臨界溫差下裂紋動(dòng)力擴(kuò)展達(dá)到的最終長度越短，而且較小的裂紋就能以準(zhǔn)靜態(tài)方式擴(kuò)展，避免災(zāi)難性的斷裂。因此，細(xì)粉中參加SiC微粉后改善了澆注料基質(zhì)的熱穩(wěn)定性，也就使?fàn)幾h材料的抗熱震性得到較大提高。
四：澆注料預(yù)制件現(xiàn)場制作
首先采用5mm鋼板制作了拱形模具，并在模具內(nèi)涂抹潤滑油，以方便脫模，現(xiàn)場施工器具全部準(zhǔn)備到位后包括水、電、振動(dòng)棒、強(qiáng)制式攪拌機(jī)都能正常工作的情況下，把25Kg袋裝的加熱爐專用澆注料倒入攪拌機(jī)內(nèi)以不超過總?cè)萘?/3的數(shù)量倒入并攪拌，先干拌5分鐘然后將準(zhǔn)備好的生活用水加入攪拌機(jī)內(nèi)、加水量為6~7%，由于現(xiàn)場環(huán)境溫度在33℃以上所以加水量適當(dāng)調(diào)整在8%左右，加水后攪拌3分鐘后即可出鍋倒入模具內(nèi)，倒入后的澆注料與重新攪拌的澆注料之間相距時(shí)間不能超過5分鐘，不然可能會因?yàn)榄h(huán)境溫度造成模具內(nèi)澆注料表面出現(xiàn)凝結(jié)層，與之后倒入澆注料不銜接所以前后時(shí)間不得超過5分鐘，現(xiàn)場由于是兩臺攪拌機(jī)交差時(shí)間進(jìn)行攪拌，工作進(jìn)行非常順利，一邊攪拌倒入新澆注料，一邊工人進(jìn)行振動(dòng)施工現(xiàn)場配合非常順利。
總結(jié)：此次我公司與河南華北起重吊鉤有限公司的合作關(guān)于加熱爐拱頂澆注料預(yù)制件的制作上對比了之前該公司使用的耐火澆注料，并從中總結(jié)了材料的損壞原因調(diào)整了新型低水泥耐火澆注料的配方，最終達(dá)到了該公司的滿意。