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工業(yè)窯爐襯里結(jié)構(gòu)及耐火材料的優(yōu)化配置
工業(yè)窯爐需要有襯里材料為其運行保駕護航。為保證襯里材料更好地服務于各種窯爐設備，北京通達技術股份有限公司對耐火材料進行了一系列的優(yōu)化配置，以達到窯爐襯里長壽的預期目的。
1.襯里結(jié)構(gòu)設計的重要性
耐火材料是高溫應用技術的基礎，襯里材料的好壞對整個工程能否順利投產(chǎn)，起著舉足輕重的作用。因此，結(jié)合襯里材料性能與相關工藝進行設計尤為重要。也就是說，既要工藝完整，又要材料配置合理。
2.高性能的襯里材料
襯里材料在使用過程中，不可避免要遭受環(huán)境溫度變化的作用，如：烘爐、升溫及操作過程中的溫度變動、蒸汽吹掃、開停車溫度升降等。使用時操作平穩(wěn)，避免急冷急熱對襯里造成破壞，提高材料熱震穩(wěn)定性能，將有利于延長襯里使用壽命。襯里是在高溫環(huán)境下使用的，在高溫狀態(tài)下要熱膨脹，并因此受到擠壓而產(chǎn)生熱應力。當襯里的內(nèi)部應力超過其本身強度時，就要產(chǎn)生剝落損毀等。針對使用工況的特殊性與苛刻性，對襯里材料的性能提出了更高的要求。目前在襯里性能方面的優(yōu)化配置主要體現(xiàn)
在以下幾個方面：
①自流澆注料.自流澆注料是一種集優(yōu)良的流動性、密實性、穩(wěn)定性于一體的新興高科技材料，被稱為第四代澆注料。只依靠材料的自重可以達到自動攤平、脫氣、密實，形成結(jié)構(gòu)性能均一的襯體。具有無須振動或稍加外力輔助振動即可成型、無噪音污染、勞動強度低、縮短工作周期、襯體結(jié)構(gòu)和性能均勻、襯體性能和試塊性能的可比性強等特點，可使用在滑閥、錐段等變徑施工不易部位。目前，GZ已成功用于催化裂化新建裝置的三旋煙道錐段部分，以其優(yōu)異的施工性能，獲得了廠方及施工方的一致好評，填補了國內(nèi)空白。
②高沖刷部位高耐磨襯里材料。磷酸鹽結(jié)合高耐磨襯里材料GP了傳統(tǒng)雙組分磷酸鹽結(jié)合高耐磨襯里材料的缺點，具有生產(chǎn)供貨周期短、使用方便、施工性能優(yōu)良、溫度敏感性低、不鼓脹、凝結(jié)時間可調(diào)、物理力學性能優(yōu)良等特點。同時，應各用戶和使用環(huán)境要求，替代磷酸鹽結(jié)合高耐磨襯里的水硬性高耐磨材料GT更加優(yōu)良的物理力學性能和更方便的施工性能。
③熱工窯爐用耐熱材料。沒有介質(zhì)沖刷，操作溫度高，要求襯里材料具有良好的隔熱性能。目前，常用的陶粒、膨脹珍珠巖耐火度低，不能適應高溫環(huán)境，我們通過擴展耐火原料，采用部分高檔合成原料，開發(fā)出一系列適應各類熱工窯爐各溫度段的耐熱襯里。該類產(chǎn)品具有導熱系數(shù)小、線變化率低、施工性能好等特點。
④催化裂化裝置用隔熱耐磨襯里。催化裂化是重油輕質(zhì)化重要的二次加工手段，是各煉油廠的核心裝置，它屬于高溫、高壓裝置，內(nèi)件多且形狀復雜，存在流化催化劑的高速沖刷，所以必須采用不定形耐火材料在金屬器壁內(nèi)作隔熱耐磨襯里。
⑤低鐵型隔熱耐磨襯里。耐火材料氣孔中沉積的炭黑引起內(nèi)應力，損毀決定于炭黑的局部濃度。該濃度受鐵夾雜物的分布及力度大小的影響。針對此類侵蝕，通過引進新原料及人工合成新原料，開發(fā)出了一系列低鐵隔熱耐磨襯里有特殊要求的催化裂化襯里設計，取得了不錯的效果和良好的業(yè)績。LT里材料采用優(yōu)質(zhì)人工合成輕質(zhì)莫來石熟料作為骨料，純鋁酸鹽水泥作為結(jié)合劑，引入高效外加劑而配制成散裝耐火材料。這種耐火材料經(jīng)過精料、精配后，能達到自反應、自燒結(jié)和自膨脹，成型烘烤后可直接使用，能節(jié)約大量能源。該材料現(xiàn)場加合適的液體調(diào)配即可施工，施工機具少、能任意造型，采用獨特配方，將輕質(zhì)、耐高溫、隔熱、耐磨、低鐵等普通耐火材料不能具備的性能齊聚一身。
⑥環(huán)境適應性技術。環(huán)境適應性技術是指不定形耐火材料通過引入復合外加劑，能在施工條件惡劣的低溫環(huán)境和高溫環(huán)境下正常施工，這種能夠適應各種環(huán)境溫度施工的材料技術，是環(huán)境適應性技術。高溫環(huán)境指高于35℃的施工環(huán)境，一般結(jié)合劑鋁酸鹽水泥屬快硬物質(zhì)，高溫環(huán)境會加速水泥水化的進程，產(chǎn)生大量的水化熱，水化熱的產(chǎn)生促進了水泥結(jié)構(gòu)強度的增長，使襯里材料迅速硬化，失去施工性能;低溫環(huán)境指低于10℃的施工環(huán)境，在低溫環(huán)境下，水泥水化反應減慢，甚至因為溫度過低而導致材料無法硬化。
針對此種情況，通過高溫試驗室的大批量模擬試驗，掌握高溫緩凝技術，能夠使材料在50℃環(huán)境溫度下，施工時間從30分鐘延長至兩小時不等，并能滿足物理力學性能;而在低溫試驗中，在5℃環(huán)境溫度下，仍可保證材料在3小時內(nèi)硬化、8小時內(nèi)脫模。
3.高質(zhì)量的襯里施工、養(yǎng)護和烘干
隨著襯里材料性能的發(fā)展，材料性能對加水量、攪拌分散、養(yǎng)護等因素更敏感，對施工技術提出了更高要求。此外，襯里的養(yǎng)護和烘烤對襯里能夠達到最佳狀態(tài)是非常重要的。實際設備烘爐時，都是各個設備串聯(lián)在一起，由于各個設備離熱源的遠近不同，升溫快慢不一，應充分考慮設備及管道的各個部位，可延長烘爐時間，使襯里各部位達到或接近熱處理要求。從使用上看，升溫越慢，保溫越長、水分烘得越透越好。
綜上所述，通過對襯里結(jié)構(gòu)及襯里材料的優(yōu)化配置，可以更好地達到提高使用壽命、輔助各類熱工窯爐長久、穩(wěn)定運行的目的。為保證襯里材料的高性能及穩(wěn)定性，材料生產(chǎn)廠家應注意“原料是質(zhì)量隱患的源頭，穩(wěn)定是原料的第一選擇”,生產(chǎn)過程盡量減少不可控因素，實現(xiàn)自動化、機械化、管控一體化生產(chǎn);每一道工序都應有具體的質(zhì)量標準和工藝規(guī)程，并要保證設備處于正常狀態(tài);檢測設備要規(guī)范，盡量與國家檢測機構(gòu)的檢測設備一致。
------ 責任編輯：固特耐火咨詢顧問
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