不定形耐火材料的施工技術(shù)研究進展

張巍

(派力固(大連)工業(yè)有限公司，遼寧 大連 116600)

0 引言

不定形耐火材料是由具有一定粒度級配的耐火骨料和粉料、結(jié)合劑、外加劑混合而成的耐火材料，作為工業(yè)窯爐和熱工設(shè)備的內(nèi)襯材料使用［1－2］。不定形耐火材料按照施工方法可主要分為:噴涂料、澆注料、可塑料和涂抹料等。不定形耐火材料從制備到施工的綜合能耗低，生產(chǎn)時不必預(yù)先成型和燒成，施工時可進行機械化施工且施工效率高。同燒成的定形耐火材料相比，用不定形耐火材料所建的爐襯無裂縫，避免了爐內(nèi)氣體的泄漏，并且不定形耐火材料適宜對復(fù)雜構(gòu)型的襯體進行施工和修補。文章根據(jù)近年來有關(guān)不定形耐火材料中的噴涂料、澆注料和可塑料在施工技術(shù)上的最新研究成果，闡述了噴涂料的濕法噴涂及促凝技術(shù)，澆注料的低溫施工和高溫施工及減水劑的應(yīng)用，可塑料的低溫施工及噴涂技術(shù)等不定形耐火材料在施工技術(shù)方面取得的研究進展情況。

1 噴涂料施工技術(shù)

噴涂料是利用氣動工具以機械噴射方法施工的一種不定形耐火材料。噴涂施工方法可對復(fù)雜或異型部位進行施工。噴涂施工實際上是把運輸、澆注或搗固合為一個工序，不需或只需單面模板、工序簡單、效率高、有廣泛的適應(yīng)性，可作為冶金、水泥、石油和化工等工業(yè)窯爐的內(nèi)襯材料［3－4］。噴涂料可按照在現(xiàn)場施工時加水(或溶液)的順序和用水量分為濕法、半干法和干法噴涂料三種。濕法是先將噴涂材料拌成泥漿后再噴涂，半干法是先將噴涂材料濕潤、壓送到噴嘴處再加剩余的水(或溶液)、干法的用水量(或溶液)全部在噴嘴處加入，其中以半干法應(yīng)用最為普遍。

1.1 干法、半干法噴涂料促凝技術(shù)

噴涂料在噴涂施工到施工體的表面后，需要具有一定的工作時間和較快的硬化速度。材料留有一定的工作時間是為了修整材料的表面，當(dāng)噴涂料噴涂到施工體后，由于表面凹凸不平，這就需要手工進行材料表面平整的修理。因此材料噴涂到施工體后不能立即硬化，必須留有足夠時間進行表面修理。但是這個時間段又不能太長，如果噴涂料在較長的時間內(nèi)不硬化，就會出現(xiàn)塌落的現(xiàn)象。因此，需要在噴涂料中添加一定量的促凝劑，通過調(diào)節(jié)促凝劑的最佳加入量，同時既確保噴涂料在施工后具有一定的工作時間，又能確保噴涂料在短時間內(nèi)迅速硬化，防止由于其硬化較慢發(fā)生的塌落。

張巍等通過在鋁礬土—棕剛玉噴涂料中添加鋁酸鈉，研究了其對材料的工作時間和硬化時間等施工性能和常溫物理性能的影響，找出了鋁酸鈉的最佳添加量。結(jié)果表明:在鋁礬土—棕剛玉噴涂料中添加鋁酸鈉的最佳加入量質(zhì)量此為0.1%［5］。上述試樣經(jīng)過1500 ℃熱處理后，添加鋁酸鈉試樣常溫抗折強度(M.O.R)和耐壓強度(C.C.S)均高于未添加鋁酸鈉的試樣(如圖1、2 所示)，說明添加鋁酸鈉后降低了材料的熔點，使材料經(jīng)高溫?zé)崽幚砗蟀l(fā)生熔融，并且添加鋁酸鈉試樣的表面有裂紋產(chǎn)生。由此得出結(jié)論，添加鋁酸鈉后會降低材料的使用溫度，但材料在1300 ℃以下使用時，性能不會發(fā)生明顯改變。

圖1 鋁酸鈉添加量及熱處理溫度對試樣常溫抗折強度的影響圖

圖2 鋁酸鈉添加量及熱處理溫度對試樣耐壓強度的影響圖

趙亮等在以礬土為主要原料、礬土水泥為結(jié)合劑的石灰窯預(yù)熱器用礬土基噴涂料中添加適量的促凝劑，制成了施工性能優(yōu)良的噴涂料［6］。結(jié)果表明:隨著促凝劑添加量的增加，試樣的初凝時間逐漸縮短。當(dāng)添加量w(促凝劑)為2%～3%時，施工性能最佳。將研制的該噴涂料用于某公司日產(chǎn)600 t活性石灰回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱器，效果良好。

靳蛟也在研制出的煉鋼用電爐無磷噴涂料中添加適量的促凝固化劑［7］，結(jié)果表明:結(jié)合劑和促凝劑的正確選擇可以有效降低鋼中的磷含量，適當(dāng)?shù)谋壤兄跓Y(jié)性、不剝落、耐機械沖刷和爐渣侵蝕，不污染鋼水等特點。從施工性能上來看，該噴涂料具有粘性好、附著率高的特點;從使用性能上來看，該噴涂料具有耐沖刷抗侵蝕性能好、使用壽命長等優(yōu)點。因此使用該噴涂料可以大大提高煉鋼爐作業(yè)率，減少停爐維修時間。

1.2 噴涂料的濕法噴涂技術(shù)

目前噴涂料廣泛采用的是半干法的施工方法進行噴涂，施工時由于材料中不預(yù)先混入水或僅混入少量的水，導(dǎo)致在施工現(xiàn)場產(chǎn)生極大的粉塵，這種生產(chǎn)性粉塵不但嚴(yán)重地影響了環(huán)境，而且對人體的健康造成傷害。濕法噴涂施工方法，首先是先在干粉中添加水分至材料完全混練均勻，然后用壓力泵把混煉好的材料送入軟管中，最后材料在噴槍中和添加的急結(jié)劑一起噴涂到施工體上。由于濕法噴涂料的材料是經(jīng)過加水后充分?jǐn)嚢璧模允┕きh(huán)境條件優(yōu)良，不產(chǎn)生粉塵，并且材料的附著性能好，反彈率低。均勻添加微量聚凝劑可得到與致密澆注料相同低氣孔率的均勻組織。

為了避免干法、半干法噴涂施工所帶來的危害，張巍等以焦寶石、鋁礬土、棕剛玉和藍晶石為原料以鋁酸鈣水泥、SiO2微粉和Al2O3微粉為結(jié)合劑，制備出濕法噴涂料［8］。通過該濕法噴涂料與干法噴涂料性能上的對比，得出:濕法噴涂料的體積密度、常溫抗折強度和耐壓強度均大于干法噴涂料的，線收縮率略大于干法噴涂料的。將研制的該濕法噴涂料應(yīng)用于某水泥廠篦冷機部位，實際使用結(jié)果表明:該濕法噴涂料附著性能好，并且施工環(huán)境優(yōu)良，無粉塵危害。

日本為水泥設(shè)備中的預(yù)熱器開發(fā)出了一種SiC質(zhì)濕法噴涂料作為其內(nèi)襯耐火材料使用［9］。將該料在某水泥廠進行實地施工，結(jié)果表明:該料具有良好的高處壓送性能及附著性能。工作18 個月后，材料仍具有較厚的殘存，使用效果良好。日本品川白煉瓦技術(shù)研究所研制出的Al2O3－SiC－C 質(zhì)濕法致密噴涂料，在鋼鐵廠的大型高爐鐵水溝部位進行了冷修補［10］。從施工性能上看，施工時幾乎沒有粉塵產(chǎn)生，剝落也極少，施工狀況良好。從使用性能上看，用于迎鐵部位的耐用性與以往澆注施工的致密澆注料相當(dāng)。

1.3 濕法噴涂料的促凝技術(shù)

濕法噴涂是將加水后至完全混練的材料噴涂到施工體表面，若材料無法進行快速凝結(jié)，噴涂的材料則會發(fā)生流淌。因此，需要在濕法噴涂料中添加必要的促凝劑。促凝劑對材料的施工性能以及物理性能均有很大的影響。

文獻［11］研究了在無水泥和低水泥澆注料中分別添加硅酸鈉、鋁酸鈉、氯化鈣和聚氯化鋁等4 種濕法噴涂用促凝劑的促凝效果。結(jié)果表明，在實驗室中通過噴涂料的增稠時間和抗流動性等性能指標(biāo)，可以評價促凝劑的促凝效果。促凝劑的添加量直接影響促凝效果。當(dāng)聚丙烯酸作為分散劑使用時，硅酸鈉和鋁酸鈉不起促凝作用，而聚氯化鋁和氯化鈣起到促凝作用。日本報道了一項有關(guān)使用高鋁質(zhì)低水泥澆注料進行濕式噴補施工時，不同的水分和速凝劑添加量對濕式噴補料的質(zhì)量和施工性能影響的研究。結(jié)果表明，在能夠進行濕式噴補的水分范圍內(nèi)，提高澆注料的流動性，可以提高施工體的填充密度，在水分質(zhì)量比為7.5%～8.5%的范圍內(nèi)能獲得高質(zhì)量的施工體。在不影響施工性能的前提下，速凝劑的添加量越少，施工體的質(zhì)量越高［12］。張巍等在研制的濕法噴涂料中，通過施工時在噴嘴處添加急結(jié)劑來起到促凝的作用。結(jié)果表明，由于急結(jié)劑的引入，該噴涂料噴涂到爐體后，未發(fā)生跨塌和流淌等不良現(xiàn)象［8］。

1.4 噴涂料施工時應(yīng)注意問題

噴涂料在進行施工時，必須做到:(1)在噴涂料放入噴涂機之前，最好用攪拌機以霧狀形勢加水予混，重質(zhì)料加水質(zhì)量比為2%～5%;輕質(zhì)料加水質(zhì)量比為10%;(2)噴涂時噴槍應(yīng)垂直噴涂面，并與噴涂面間距為0.8～1.0 m;(3)為避免分層，襯里應(yīng)一次噴涂到要求厚度;(4)在噴涂過程中要經(jīng)常清理回彈料，避免積入未噴的表面;(5)當(dāng)噴涂槍調(diào)試時，不要對準(zhǔn)施工部位;(6)對垂直的施工面噴涂，應(yīng)該按照從底部到頂部的方向噴涂;(7)對如煙道這樣的水平設(shè)備，先施工底部，再施工兩邊，當(dāng)?shù)撞亢蛢蛇咅B(yǎng)護完成后，再施工頂部;(8)施工中應(yīng)隨時對施工體表面按設(shè)計要求修正處理;(9)在施工過程中需要翻轉(zhuǎn)施工體時，已施工材料必須經(jīng)過充分養(yǎng)生并且具有足夠的強度。

2 澆注料施工技術(shù)

澆注料是一種加水?dāng)嚢韬缶哂休^高流動性的耐火材料，主要作為冶金、石化、水泥等工業(yè)窯爐的內(nèi)襯材料使用［13－15］，既可直接在工業(yè)窯爐上通過澆注方式施工，也可通過預(yù)先澆注或震實的施工方法制成預(yù)制塊使用。

2.1 澆注料的低溫施工技術(shù)

澆注料的結(jié)合劑多采用的是鋁酸鹽水泥，當(dāng)氣溫較低(5～15 ℃)進行施工時，會影響鋁酸鹽水泥正常的水化反應(yīng)，造成澆注料的延時硬化甚至是不能硬化等現(xiàn)象。因此，當(dāng)澆注料在低溫施工時，必須在澆注料中添加適當(dāng)?shù)拇倌齽﹣砑铀贊沧⒘汐@得強度。

針對上述情況，戴文勇等在焦寶石基澆注料中添加了鋁酸鈉作為促凝劑，通過研究鋁酸鈉的最佳添加量來調(diào)節(jié)澆注料在溫度過低時的硬化時間［16］。結(jié)果表明:當(dāng)溫度為5 ℃時，鋁酸鈉添加量質(zhì)量比為0.02% 時可以確保澆注料的正常硬化;當(dāng)溫度為15 ℃時，鋁酸鈉添加量質(zhì)量比為0.01%時即可確保澆注料的正常硬化。王京京等也研究了一種堿性促凝劑對高鋁質(zhì)低水泥澆注料在5～15 ℃施工時施工性能的影響［17］。結(jié)果表明:在高鋁質(zhì)低水泥澆注料中添加質(zhì)量比為0.2%的堿性促凝劑時，澆注料在5～15 ℃下的可施工時間最短可以達到1 h，且材料的常溫抗折強度與未加的相比變化不大。

國外的一項研究通過在礬土基澆注料中添加碳酸鋰、碳酸鈉、硝酸鈣、氯化鈣和硅酸鹽基促凝劑這5 種促凝劑，研究了促凝劑對調(diào)節(jié)澆注料硬化時間的影響［18］，結(jié)果表明:澆注料20 ℃環(huán)境下，碳酸鈉和碳酸鋰能夠縮短硬化和脫模的時間;20 ℃下4 h后，添加碳酸鋰的澆注料顯示出最好的強度結(jié)果，常溫耐壓強度高于10 MPa。而在礬土基澆注料中添加硝酸鈣和氯化鈣則顯示出比較微小的促凝作用。

2.2 澆注料的高溫施工技術(shù)

澆注料在氣溫偏高(30～50 ℃)或者窯爐停爐檢修期間爐內(nèi)溫度過高的情況下進行施工時，溫度偏高同樣會影響鋁酸鹽水泥正常的水化反應(yīng)，造成澆注料硬化過快，導(dǎo)致澆注料還未及時施工就已經(jīng)無法流動，影響了澆注料的正常施工。因此，當(dāng)澆注料在高溫施工時，必須在澆注料中添加適當(dāng)?shù)木從齽﹣砭徑鉂沧⒘系挠不^快。

針對上述情況，張巍在焦寶石基澆注料中添加了硼酸作為緩凝劑，通過研究硼酸的最佳添加量來調(diào)節(jié)澆注料在溫度過高時的工作時間［19－20］。結(jié)果表明:當(dāng)溫度為25 ℃時，澆注料中不必添加硼酸即有良好的工作時間;當(dāng)溫度為35 ℃時，添加量硼酸質(zhì)量比為0.01%可以確保澆注料的工作時間，同時不會降低澆注料的力學(xué)性能(如圖3、4 所示)。此外，王京京等也研究了一種酸性緩凝劑對高鋁質(zhì)低水泥澆注料在30～50 ℃施工時施工性能的影響［17］。結(jié)果表明:當(dāng)環(huán)境溫度高于35 ℃時，在澆注料中添加適量的酸性緩凝劑可以延長物料的施工時間，且隨著緩凝劑添加量的增大，物料的可施工時間延長。

圖3 硼酸添加量及熱處理溫度對試樣常溫抗折強度的影響圖

圖4 硼酸添加量及熱處理溫度對試樣常溫耐壓強度的影響圖

2.3 澆注料中的減水劑技術(shù)

減水劑應(yīng)用到澆注料中，主要是為了減少加水量，提高材料的流動性能，改善施工性能。減水劑種類很多，按照主要官能團可分為:磺酸類、羧酸類、磺酸－羧酸類;按化學(xué)組成可分為:無機鹽類、萘系、蒽系、密胺樹脂系、木質(zhì)素磺酸鹽系、脂肪族、氨基磺酸鹽系、聚羧酸鹽類;按作用原理可分為:電解質(zhì)類和表面活性劑類［21］。

對于不同的材料體系，減水劑的使用效果并不相同，對一種體系適應(yīng)良好的減水劑，可能對另一種體系完全不適應(yīng)［22］。國外研究了聚丙烯酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉和檸檬酸鈉四種減水劑對Al2O3-SiC-C 系超低水泥澆注料流動性的影響［23］。結(jié)果表明:添加聚丙烯酸鈉可以使Al2O3-SiC-C 系懸浮液得到最低的表觀黏度值，同時可以獲得最佳流動性。當(dāng)聚丙烯酸鈉質(zhì)量比為0.06%時，澆注料的黏度最小，流動值最大。與具有靜電機制的磷酸鹽分散劑相比，具有電位機制的聚丙烯酸鈉更能提高澆注料的流動性。而檸檬酸、六偏磷酸鈣、三聚磷酸鈉在無水泥澆注料中產(chǎn)生的分散效果和在水泥結(jié)合澆注料中產(chǎn)生的效果是不一樣的。王海娟等研究了三聚磷酸鈉、FDN 高效減水劑和木鈣三種減水劑以單摻及復(fù)合的方式加入到礬土基CA-50 水泥結(jié)合的澆注料中后對澆注料性能的影響［24］。結(jié)果表明:復(fù)合減水劑效果比單一減水劑好，可以使減水劑產(chǎn)品各組分之間的作用相互調(diào)節(jié)，實現(xiàn)“超疊加效應(yīng)”，起到減水增強的效果。在本試驗條件下，當(dāng)摻入復(fù)合減水劑質(zhì)量比為5‰～10‰時，減水效果明顯，且澆注料的性能也比較理想。

為了解決剛玉—尖晶石澆注料泌水的問題，陳士華等以板狀剛玉、白剛玉微粉、活性α-Al2O3微粉、A70 電熔尖晶石和Secar71 水泥為原料制備出剛玉－尖晶石澆注料，并在其中加入不同種類的減水劑，研究了各減水劑對澆注料泌水性的影響［25］。結(jié)果表明:在幾種減水劑中，WSM-R1 具有最佳的減水效果。WSM-R1 是采用復(fù)合技術(shù)生產(chǎn)，含有特殊保水成分——羥丙基甲基纖維素(HPMC)。

與普通澆注料相比，自流澆注料具有施工時無須振動，依靠自重和位差即可產(chǎn)生流動的特點，從而達到脫氣、攤平和密實，因此是一種高技術(shù)含量的耐火材料。超微粉技術(shù)與減水劑的使用，直接決定著自流澆注料的施工性能和使用性能。魏軍從等研究了不同種類減水劑:酸式三聚磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、復(fù)合磷酸鹽(三聚磷酸鈉與六偏磷酸鈉質(zhì)量比為3:2)、木質(zhì)磺酸鈣對剛玉質(zhì)自流澆注料性能的影響［26］。結(jié)果表明:泥漿的粘度隨著不同種類減水劑的增加均呈現(xiàn)先降低后增大的規(guī)律。不同種類減水劑最佳加入量分別為:酸式三聚磷酸鈉質(zhì)量比為0.08%;三聚磷酸鈉質(zhì)量比為0.05%;六偏磷酸鈉質(zhì)量比為0.04%;復(fù)合磷酸鈉質(zhì)量比為0.05%;木質(zhì)磺酸鈣質(zhì)量比為0.10%，此時泥漿對應(yīng)的粘度達到最低，流動性最好。其中，磷酸鹽減水劑在較小加入量時就能起到良好的減水效果，因此在該試驗條件下，六偏磷酸鈉是最理想的減水劑。

2.4 澆注料施工時應(yīng)注意問題

澆注料在進行施工時，必須做到:(1)模板或模型結(jié)實防水;(2)在能施工的前提下，澆注料中應(yīng)盡量減少加水量;(3)對于形狀復(fù)雜的爐襯，混料時可適當(dāng)多加些水;(4)如果需要使用添加劑，要在干料混合時添加，以使添加劑分散均勻;(5)為了保證澆注料的施工質(zhì)量，最好把全部厚度的內(nèi)襯一次性澆注完;(6)當(dāng)材料、水和場地溫度低于5 ℃，材料強度會下降，應(yīng)采取必要措施防止溫度低于5 ℃，在沒有完全干燥前已施工的材料不得結(jié)冰;(7)環(huán)境溫度太高，也會降低澆注料的強度，在已施工的材料沒有完全凝固之前，應(yīng)采取適當(dāng)措施避免暴曬和高溫。

3 可塑料施工技術(shù)

可塑料是一種多以搗打方式施工，有些也以噴涂方式施工的不定形耐火材料，主要作為鋼鐵工業(yè)中的各種加熱爐、均熱爐、退火爐、燒結(jié)爐以及電爐頂?shù)鹊囊r體材料使用［27－29］。

3.1 可塑料的低溫施工技術(shù)

可塑料的配料組成中含有水，在冬季氣溫較低的地區(qū)施工時易發(fā)生凍結(jié)。若可塑料發(fā)生凍結(jié)，未施工的材料無法進行施工，已施工好的材料會產(chǎn)生襯里疏松和強度降低等問題。因此，這種普通可塑料在冬季一些寒冷地區(qū)施工時有很大的局限性。針對上述問題，戴文勇等通過在制備普通可塑料的同時添加防凍液的方法，研制出防凍型可塑料［30］。結(jié)果表明:防凍型可塑料與普通可塑料經(jīng)過相同時間冷凍處理后，普通可塑料發(fā)生凍結(jié)，而研制的防凍型可塑料未發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象，且材料的可塑性指數(shù)幾乎沒有發(fā)生明顯變化(如表1 所示)，這就確保了可塑料能夠在冬季正常施工。此外，在強度方面上，防凍型可塑料的常溫抗折強度和耐壓強度與正常可塑料的相比，均未降低。經(jīng)過在國內(nèi)某些鋼鐵廠的加熱爐上實際施工及使用后表明，研制的這種防凍型可塑料在冬季氣溫較低的寒冷地區(qū)施工時，材料沒有因為凍結(jié)而失去可塑性，并且加熱爐投入使用后，這種防凍型可塑料的使用壽命與普通可塑料的相當(dāng)。

表1 試樣的可塑性指數(shù)/%

3.2 可塑料的噴涂施工技術(shù)

可塑料傳統(tǒng)的施工方法是搗打法，在施工時需要使用模板，費時費力。同時，在搗打施工時工人需要使用振動錘，長時間的振動對工人會造成傷害，容易患上一種被稱為“震蕩病”的疾病［31］。

針對傳統(tǒng)可塑料搗打施工這一弊端，日本研發(fā)出可塑料的噴涂施工技術(shù)［32］，其原理是在高壓下通過壓縮空氣把可塑料送到噴槍，將其噴射到爐襯表面，由于反復(fù)連續(xù)的沖擊，不僅能使可塑料和爐襯牢固的結(jié)合在一起，也能使噴射出的物料相互壓實，最終形成耐火材料與爐體一體化［33－34］。可塑料的噴涂施工對形狀復(fù)雜的爐壁不必使用模板，提高了施工效率，而且由于可塑料是泥坯狀或泥團狀材料，故噴涂施工時沒有灰塵飛舞，施工環(huán)境良好，同時也解決了“震蕩病”的難題。由于可塑料自身的黏性和塑性，因此可塑料的噴涂施工不同于傳統(tǒng)的干法、半干法和濕法噴涂技術(shù)，其噴涂工藝和噴涂設(shè)備也是專門為可塑料的噴涂施工而開發(fā)設(shè)計的［35］，設(shè)備主要由空壓機、噴補機和造粒機等組成(如圖5 所示)。

圖5 噴涂設(shè)備工藝流程圖

國內(nèi)第一家采用可塑料噴涂技術(shù)對窯爐進行施工的是寶鋼［36－37］，其在高線加熱爐和均熱段爐頂改造中成功應(yīng)用了可塑料噴涂新工藝，噴涂用可塑料和噴涂設(shè)備全部由日方提供。采用可塑料的噴涂技術(shù)施工不僅縮短了檢修工期2 天，而且增加了效益120 萬元。經(jīng)4 個月的現(xiàn)場跟蹤，高線加熱爐和均熱段爐頂改造部分(可塑料噴涂體)使用情況始終保持良好狀態(tài)，無收縮、開裂現(xiàn)象。

3.3 可塑料施工時應(yīng)注意問題

工程上很多項目都非常重視施工因素［38］，同樣，可塑料的施工質(zhì)量也直接影響到爐體的使用壽命，當(dāng)在爐頂或爐底進行施工時，若施工不當(dāng)，會發(fā)生爐頂拱頂或者爐頂坍塌、爐底塌落等事故，因此不僅可塑料的生產(chǎn)廠家重視施工質(zhì)量，一些可塑料的使用單位也開始逐漸重視可塑料的施工［39－40］。

戴文勇等根據(jù)加熱爐爐頂施工可塑料后烘爐期間發(fā)生拱頂這一現(xiàn)象，分析了發(fā)生拱頂?shù)脑虿⑻岢隽祟A(yù)防措施［41］。導(dǎo)致拱頂?shù)脑蚴?(1)爐頂材料的熱膨脹使?fàn)t頂受力導(dǎo)致拱頂;(2)爐頂材料受熱所產(chǎn)生的熱膨脹沒有被有效抵消，具體體現(xiàn)為:①烘爐前所砌設(shè)的膨脹縫沒有開裂;②沒有預(yù)留足夠的膨脹縫;③所預(yù)留的構(gòu)造縫寬度不夠。

針對加熱爐爐頂采用可塑料施工后發(fā)生拱頂現(xiàn)象提出的具體預(yù)防措施為:(1)適當(dāng)調(diào)整膨脹縫;(2)小斜坡部位增加爐頂構(gòu)造縫;(3)大斜坡部位兩端平頂增加構(gòu)造縫;(4)爐頂橫向縫采用預(yù)埋的形式。這些措施都可以有效地預(yù)防可塑料在烘爐后出現(xiàn)拱頂現(xiàn)象的發(fā)生。李敬針對安陽鋼鐵公司步進梁式加熱爐正常使用不足8 個月后發(fā)生的爐頂坍塌事故的原因進行了分析［42］。其分析指出，導(dǎo)致此次事故的原因并不是材料質(zhì)量的問題，而是施工的問題。何立民針對大慶石化余熱鍋爐烘爐結(jié)束后發(fā)生的可塑料爐底塌落事故的原因進行了分析［43］。分析排除了設(shè)計的原因和材料的原因，指出引起此次事故的原因在于:可塑料在施工后沒有進行低溫干燥就直接進行烘爐，致使水分從Φ6 mm 的通氣孔內(nèi)排除不暢通，水分迅速氣化膨脹，表面襯體干縮形成“頂蓋”，使深處襯體中水分的脫水通道“堵塞”，造成烘爐爆炸事故，由此引發(fā)爐底塌落。

綜上所述，可塑料在施工中及施工后必須做到:(1)可塑料與錨固磚需緊密結(jié)合;(2)由于用氣錘搗打后的可塑料表面光滑，不利于可塑料塊與塊之間的結(jié)合，因此當(dāng)?shù)谝粚硬牧襄N實后，需將其表面用刮板削毛，以使結(jié)合面粗糙，然后再放上第二層材料，用同樣的方法錘實;(3)按照設(shè)計要求切膨脹縫;(4)在施工后的可塑料上扎透氣孔;(5)可塑料施工結(jié)束后的養(yǎng)護期間，應(yīng)避免可塑料襯體與水接觸;(6)烘爐之前要盡早拆模使砌體自然干燥。烘爐結(jié)束后對出現(xiàn)有較大裂紋的地方應(yīng)填塞耐火纖維，以防止竄火現(xiàn)象的發(fā)生。

4 結(jié)語

不定形耐火材料也被稱為第二代耐火材料，它可以根據(jù)使用環(huán)境而靈活改變材料的組成性質(zhì)和工藝，并且施工方法也可根據(jù)實際情況進行選擇。預(yù)計不定形耐火材料今后在施工方面的發(fā)展方向為:

(1)噴涂料 開發(fā)出新的噴涂設(shè)備，力爭噴涂過程中減少振動，盡量避免由于振動而帶來的對施工人員的損害。繼續(xù)開發(fā)出新的促凝劑，以提高噴涂質(zhì)量。

(2)澆注料 繼續(xù)研制新的促凝劑和緩凝劑，不但要使?jié)沧⒘系氖┕げ皇軠囟鹊仁┕l件的影響，而且要保證材料中加入促凝劑或緩凝劑后不影響材料的使用性能。減水劑的種類將不斷增多，對于不同的材料體系，都能有與之對應(yīng)的減水劑。混凝土的施工方面，已經(jīng)開始逐步使用噴射鋼纖維混凝土機器人來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的干噴方法［44］。澆注料的施工今后也會朝著這種高效省時的方向發(fā)展。

(3)可塑料 目前我國國內(nèi)的可塑料施工基本上采用搗打施工工藝，而在日本，可塑料已大規(guī)模使用噴涂技術(shù)進行施工。今后我國也會陸續(xù)研制出相應(yīng)的配套材料和設(shè)備，通過不斷的改進，最終實現(xiàn)可塑料的噴涂技術(shù)。在日本，工業(yè)窯爐可塑料的噴涂施工已經(jīng)逐步開始采用遙控操作噴涂機器人，將來會進一步向噴涂作業(yè)無人化方向發(fā)展。

不定形耐火材料的施工質(zhì)量將直接影響到材料的使用效果和使用壽命，進而影響到企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此，不定形耐火材料在應(yīng)用上不僅要確保正確選擇材料的種類，同時在施工時還要采取合理的施工工藝，加大對施工質(zhì)量的監(jiān)管，這樣才能使不定形耐火材料發(fā)揮出應(yīng)有的特性。

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