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低水泥浇注料加热炉的快速烘炉
 

王俊 张大飞

摘要:介绍了使用低水泥浇注料浇注的加热炉的烘炉特点及低水泥浇注料的干燥特性,制定了168小时快速烘炉的烘炉曲线。

关键词:低水泥浇注料;干燥特性;快速烘炉;

 

LOW CEMENT REFRACTORY CONCRETE FURNASE’S FAST DRYING

Wang Jun, Zhang Da-fei

(Nanjing Xingchen Regenerative Reheating Furnaces Engineering Co., LTD  )

Abstract: It is introduced that the drying characteristic of furnace that use low cement refractory concrete and drying properties of low cement refractory concrete, work out a fast roast curve that in 168 hours.

Key words: low cement refractory concrete; drying characteristic; fast roast furnace;

 

1、引言

由我公司承建了徐州某钢厂的140t/h推钢蓄热式加热炉,应钢厂整体生产计划要求,要求加热炉在168小时内烘炉完毕,投入生产。

该加热炉的炉墙、炉顶及蓄热箱均采用磷酸盐低水泥浇注料整体浇注而成,建成后已经自然干燥了7天以上。若要在168小时内完成烘炉的话,需要对低水泥浇注料的干燥特性进行详尽透彻的分析方能实际操作,盲目蛮干的话将可能给该钢厂及我公司带来巨大的经济损失。

2、低水泥浇注料的烘炉特点

加热炉的烘炉过程主要是耐火炉衬中水分的析出过程及浇注料本身的高温烧结过程。水分是不断的从耐火浇注料浇注的炉墙、炉顶中沿梯度析出,其实质就是水在浇注料表面受热汽化,内部水分不断向浇注料表面补充再蒸发的过程。浇注料是经过浇注、振捣施工,其透气性很差,若蒸发速度过快,内部水分不能及时逸出,使浇注料内部的张力增大,一旦张力超过尚未烧结的浇注料的抗压强度,就会使炉墙、炉顶的浇注料爆裂或剥落。

因此想要以低水泥浇注料为主要耐火炉衬的加热炉实现快速烘炉就是要找到合理的升温速度,使水分析出的速度最大化,同时保证浇注料内部的张力小于其当时的抗压强度,才能保证加热炉的快速安全的烘炉。

3、低水泥浇注料的干燥特性

低水泥浇注料中的水分为两个部分,分别是浇注施工时掺入的水分和浇注料水泥石水化合物、骨料的结合水。

3.1 施工时掺入水分的干燥

我们使用的低水泥浇注料的水分掺入比为9.5%,其失水过程和失水比重分别如图1、图2。由图1看出浇注料急剧失水温度分为三个阶段,分别为20~200°C、280~330°C以及480~550°C。由图2看出600°C以前大约有90%的水分失掉,因此600°C以前是烘炉干燥的重点,而三个急剧失水温度段更是重中之重。

 

 

图1 浇注料急剧失水三阶段

 

图2 失水重百分率

3.2 结合水的干燥

   (1)低水泥浇注料中使用的是铝酸钙水泥,浇注料水泥的石水化合物主要是CAH10、AH3、C2、AH8、C3AH6。当温度达到一定的时候时这些化合物就会分解放出H离子,与O2结合生成水,其脱水反应情况为:

150°C以下           CAH10→CAH7+3H

CAH7→CA+7H

3CAH10→CAH6+2AH3+18H

290~330°C         7C3AH6→C12A7+9C+42H

500°C左右             AH→γ-A+H

   (2)骨料为高铝质原料,当达到一定的温度时,其结合水也要分解脱出,脱水反应为:

450~550°C     α-AL2O3·H2O→α-AL2O3+ H2O

250~300°C       AL2O3·H2O→γ-AL2O3+ H2O

900~1200°C       γ-AL2O3→α-AL2O3+ H2O

1150~1250°C  3(AL2O3·SiO2·2H2O)→3 AL2O3·2SiO2+6 H2O

由以上的脱水反应方程式看出,水泥中的石水化合物和骨料中的结合水的脱水温度与浇注料急剧失水阶段一致。

4、结论

根据以上分析,我们制定了本次快速烘炉的烘炉曲线如图3所示,

 

图3 烘炉曲线

根据上面的烘炉曲线,我们没有在炉体上打排气孔,炉墙、炉顶也没有出现爆裂和剥落,圆满的完成了此次快速烘炉的任务。由于烘炉时间的缩短,符合了厂内的整体生产计划要求,深受公司领导及厂内技术人员的欢迎。

 

 
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