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如何提高隧道窑耐火窑壁的耐久性?

发布日期: 2019-12-31 10:19:49    阅读量(117)    作者:张红

隧道窑普遍是在窑体外壳金属板内面铺贴耐火隔热砖或浇注不定形耐火材料,但这样的耐火窑壁质量重,材料不便于搬运,施工耗费时间长。还有在金属外壳内面张贴隔热陶瓷纤维材时,其接触火焰,表面易损伤剥落。对此,国外一窑业公司推出一种隔热性和耐久性高的隧道窑窑壁施工法。

该窑壁施工法是在窑壳体金属网内面先铺设陶瓷纤维隔热层,再设置带陶瓷涂层的金属网。由螺栓穿过陶瓷纤维隔热层,将金属网固定在金属壳体上。所用陶瓷纤维是用硅铝原料于电炉中熔融,经高速压缩空气纤维化而成。该纤维经受1000℃~1500℃高温,具有良好的耐热性和隔热性。此外,纤维长,扭合交织,急冷急热下也保持稳定,而且具有轻质、比热低、蓄热量小的优点。不过,陶瓷纤维表面接触高速热气流时,其部分纤维剥落而损耗,隔热性降低。因此,在陶瓷纤维隔热层露出面设置陶瓷涂层金属网,防止陶瓷纤维损伤。金属网材质为碳素钢、不锈钢等耐热金属。为了防止火焰穿过和固体异物冲击而引起的损伤,网眼大小以5mm~20mm为宜。金属网可使用网眼不锈钢板网。为防止金属氧化腐蚀和提高耐热性,有效方法是在金属网表面涂覆陶瓷涂剂,进行防护处理。为了牢固安装金属网,由螺栓穿过陶瓷纤维隔热层,将网固定在金属壳体上。按此方法施工的窑壁内衬,一是以陶瓷纤维隔热层为主体,轻质、隔热性好、也便于施工;二是纤维层露出面设有陶瓷涂层金属网,能阻止与火焰接触而引起的剥落;三是因涂有陶瓷材质,金属网自身耐热性提高,从而提高窑壁耐久性。下面通过实施例示意图(见图1)做详述。

1-窑外壳金属板;2-螺栓;3-陶瓷纤维隔热层;4-陶瓷涂层金属板网;5-垫圈;6-螺帽;7-护罩

图1

图1所示,窑壁施工所用材料有窑壳体用金属板、用于直角焊接在金属板内面的螺栓、铺设在金属板面的陶瓷纤维隔热材和设置在陶瓷纤维层上的陶瓷涂层金属网。所用材料由螺栓固定在壳体金属板上。此外还有垫圈、螺母和保护螺栓表面的陶瓷质护罩。实例中,窑外壳金属板使用厚度为2.3mm的碳素钢板,螺栓为耐热不锈钢。螺栓螺距300mm~400mm即可。陶瓷纤维隔热层使用硅铝质纤维,在施工状态下其厚度为39mm。陶瓷纤维层密度为0.1g/cm3~0.13g/cm3,与不定形耐火材料的1.75g/cm3~1.90g/cm3相比,低1/10。随陶瓷纤维隔热层厚度增厚,窑外壳金属板表面温度随之降低。由于陶瓷纤维隔热层轻质,耐火隔热壁整体质量减轻,也便于施工。所用陶瓷涂层金属网为不锈钢材质、尺寸1.2mm×7mm×14mm的网眼钢板网,是在板表面涂覆硅铝质陶瓷涂材而成。涂覆陶瓷材的方法是取30%~35%、15%~20%,其余为黏土,以固体总量计,掺20%的水,再添加适量的硅酸钠和有机粘结剂,拌成涂剂,涂以网眼钢板表面,干燥,600℃~700℃下烘烤,形成2mm~3mm厚的陶瓷涂层即可。金属网眼度以孔能隔绝火焰,防阻止高速热流,保护内部陶瓷纤维隔热层为好。螺帽最好同样使用陶瓷涂层的金属质或陶瓷质的。此外,最好还使用陶瓷护罩,以保护螺帽。

经该实例施工的耐火窑壁试验表明,在900℃~960℃窑温下操作时,窑外壳金属板温度为80℃~85℃,每天烧6h,使用六年后,窑壁几乎未损伤。

由此可见,该耐火窑壁轻质,便于施工,隔热性好,耐久性显著提高。

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