某厂烧结空心砖生产线采用2条宽度为
该厂6年的生产过程中,隧道窑耐火混凝土吊平顶板随着温度变化、有害气体的侵蚀、预制板质量差异以及烘窑制度的缺陷等原因,隧道窑吊顶板出现脱落,特别在隧道窑预热带与高温焙烧带过渡段的9至14车位,吊顶板脱落较为严重。为此,对吊顶板破坏原因及修复方案分析如下。
1 耐火混凝土吊顶板的材料
耐火混凝土吊顶板采用铝酸盐水泥作为胶凝材料,与同质高铝材料的骨料混合加水拌制,预制的混凝土板具有快硬、早强,热震稳定性好等性能。同时,因铝酸盐水泥中不含游离氧化钙,预制的混凝土板具有耐火度高的性能,采用铝酸盐水泥及同质高铝材料的骨料拌制的混凝土,已广泛应用于烧结砖厂窑炉、烟道及窑车上。其最高使用温度可达1300~
烧结砖厂采用的铝酸盐水泥,质量符合GB201《铝酸盐水泥》规定,氧化铝含量应在50%~59%的CA-50铝酸盐水泥。该水泥曾一度被称为矾土水泥或高铝水泥,也有根据它的主要用途称为耐火水泥,使用标号不低于CA50号。
铝酸盐CA-50水泥凝结硬化快,常温养护1d,可达到标号强度的80%以上,3d可达到标号强度的100%。
铝酸盐水泥混凝土因其密实,故不透水,防水性能强。
耐热性能好:铝酸盐水泥没有Ca(OH)2和因温度变化引起体积变化效应的硅酸二钙,所以是一种性能良好的耐热水泥。消除熔渣杂物后,所配制的混凝土耐火度可达1300~
采用废高铝砖作骨料和粉料时,Al2O3,含量应大于35%。
拌制耐火混凝土时,骨料中不能掺有石灰岩类混合料。
铝酸盐水泥:42.5号以上,其配合比为12%~15%。
骨料:二级、三级矾土熟料或一级二级废高铝砖和废耐火黏土砖制成。
细骨料粒径小于
粗骨料粒径为5~
粉料(掺合料):同骨料,粒径小于
2 耐火混凝土吊顶板的预制及养护
耐火混凝土吊顶板采用钢模框预制,振动平台成型。
按照铝酸盐水泥厂家提供的耐火混凝土使用说明书的要求,混凝土采用强制式混凝土搅拌机搅拌,分别将细骨料、粗骨料及粉料混合干拌均匀。加水湿拌均匀,严格控制水量。铝酸盐水泥具有速凝性质,因此,耐火混凝土搅拌时间不能太长,搅拌均匀后应立即浇注震实。
4h后可脱模,要保持一定湿度,温度控制在15~
3 耐火混凝土吊顶板的破坏形式
耐火混凝土吊顶板的破坏,主要表现为以下集中形式。
⑴吊顶板四角耐火葫芦处,其中1个角或2个角断裂,致使吊顶板下坠。
⑵吊顶板表面疏松剥落。
⑶吊顶板整体开裂,吊顶板坠落。
⑷耐热钢表面腐蚀剥落,强度下降,吊顶板下沉。
耐火混凝土吊顶板破坏原因分析。
①耐火混凝土吊顶板在生产过程中,采用加水搅拌,浇注成型。因此,吊顶板中含有游离水。吊顶板安装在隧道窑后,需要按照严格的烘窑制度进行烘窑。一般情况下,常温到
②耐火混凝土是非烧结砖类耐火材料,材料形状及强度依靠铝酸盐水泥的胶凝性。在
③
④煤中有害杂质硫化合物在400~
⑤隧道窑每车停火检修后,恢复生产时,点火大灶车的位置基本固定在隧道窑的第11车位,也是隧道窑预热带与高温带之间的过渡位置,随着大灶的移动,大灶温度及燃煤有害烟气对耐火混凝土吊顶板的骤热骤冷冲击和侵蚀较大,造成吊顶板在9车位与14车位之间较为集中破坏脱落。
⑥窑房漏雨,水分的侵蚀使工作中的耐火混凝土吊顶板出现急冷,产生爆裂及裂纹。
4 修复方案的选择
该厂隧道窑耐火混凝土吊平顶板的破坏,主要集中在10~14车位,两条窑共10个车位,拆除后,吊顶板的修复考虑了两种方案,一是仍然采用耐火混凝土吊顶板,二是采用硅酸铝纤维模板。企业因恢复生产时间要求比较短,如采用耐火混凝土吊顶板,吊顶板的预制,耐火葫芦采购及施工,总的修复时间偏长。经比较,决定采用硅酸铝纤维模块修复隧道窑平顶。
5 修复方案的实施及效果
采用硅酸铝纤维模块、耐热钢螺杆螺栓锚固件及保温棉等材料,并利用原有H钢主梁及L钢次梁,实现
原L钢次梁是悬挂耐火混凝土吊顶板的,修复施工中,将耐热钢锚固件按
表1 修复用主要材料
序号 |
名称 规格 |
单位 |
数量 |
备注 |
1 |
硅酸铝纤维模块 |
块 |
2180 |
每排15块,共145排 |
2 |
热钢螺杆螺栓M6 |
套 |
2180 |
|
3 |
硅酸铝纤维保温棉 |
Kg |
550 |
|
4 |
普通保温棉 |
Kg |
2000 |
|
5 |
耐热钢锚固件 |
套 |
2180 |
|
6 |
固化剂 |
Kg |
200 |
|
7 |
U型钉 |
个 |
1100 |
|
窑面上的投煤孔,通过自制的圆形刀,在硅酸铝纤维模块之间旋转切割出
硅酸铝纤维模块等材料达到现场后,吊平顶的修复工期约10d。
采用硅酸铝纤维模块修复
该窑点火投产后,窑面密封性能提高,硅酸铝纤维模块修复段没有漏烟现象,窑车及砖垛表面没有掉纤维毡现象。隧道窑的热工制度不受影响,烧结砖产品质量有所提高。
通过对
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