怎么選擇砌筑爐子用材料

   在筑爐材料中，一般主要包括3種材料：耐火材料、保溫性材料和錨固性材料。

 

   耐火材料

 

   耐火材料作為一種筑爐材料，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)用途的工業(yè)爐爐襯，品種繁多，用途復(fù)雜，形態(tài)多樣。在實際應(yīng)用中，一般是根據(jù)具體使用環(huán)境和工藝需示進行選擇。耐火材料主要有以下幾種分類：

 

   (1)按照耐火度分類：一般地講，耐火材料可以按照其耐火度分為三類：普通耐火材料(1580~1770℃)，高性能耐火材料(1770~2000℃)，特殊耐火材料20000℃以上。

 

   (2)按外形分類：標準磚、異形磚、特異型磚和不定形材料。

 

   (3)按制造方法分類：燒成制品、不燒制品、熔鑄制品和不定形耐火材料。

 

   (4)按化學(xué)礦物組成分類：硅質(zhì)、硅酸鋁質(zhì)、鎂鉻質(zhì)、鋯質(zhì)、碳化硅質(zhì)和含碳，以及碳質(zhì)材料，還有特殊耐火材料，如：純氧化物、碳化物、氮化物、硅化物、硼化物和金屬陶瓷等。

 

   (5)按氣孔率分類：按氣孔率一般分為七類：

 

   1)顯氣孔率小于3%的歸為特致密制品;

 

   2)顯氣孔率為3%~10%的歸為高致密制品;

 

   3)顯氣孔率為10%~16%的歸為密制品;

 

   4)顯氣孔率為16%~20%的歸為燒結(jié)制品;

 

   5)顯氣孔率為20%~30%的歸為普通制品;

 

   6)顯氣孔率45%~85%的歸為輕質(zhì)制品;

 

   7)顯氣孔率45%~85%的歸為超輕質(zhì)制品。

 

   隔熱性材料

 

   在工業(yè)結(jié)構(gòu)中，一般在直接接觸高溫的耐火材料背面(也有直接接觸高溫環(huán)境的情況)，設(shè)有一層具有較好隔熱性的材料，

 

   一方面以此來減少爐體熱損失、提高熱效率，同時可以降低爐體外側(cè)溫度、改善爐周圍環(huán)境。這種材料通常稱為隔熱材料。

 

   在工業(yè)性應(yīng)用中，隔熱材料通常分為三類：氣孔類、纖維類和顆粒類。在實際應(yīng)用中，對同一種隔熱材料也有根據(jù)是否直接接觸高溫環(huán)境分為耐火類和隔熱類。

 

   (1)耐火類輕質(zhì)材料。輕質(zhì)型耐火材料多指氣孔率高、體積密度低、熱導(dǎo)率低且能夠承受一定溫度和荷載的耐火材料。

 

   1)氣孔類輕質(zhì)耐火材料。常見的氣孔類輕質(zhì)耐火材料主要有:氧化鋁空心球以及制品、氧化鋯空心球以及制品、高鋁隔熱磚、莫來石隔熱磚、黏土隔熱磚、硅藻土隔熱磚、硅質(zhì)隔熱磚等。

 

   2)纖維類隔熱耐火材料。常見的纖維類隔熱耐火材料主要有：各級別的陶瓷纖維棉及其制品。

 

   (2)隔熱性輕質(zhì)材料。隔熱性輕質(zhì)材料是相對于耐火輕質(zhì)材料，在使用部位和功能上主要是起隔熱保溫作用。常用于耐火工作層材料的背面，起到阻隔爐膛熱量外散、保護爐體支撐性鋼結(jié)構(gòu)等作用，如礦渣棉、硅鈣板和各類絕熱板等。

 

錨固性材料

 

   在工業(yè)爐上使用的錨固材料主要有金屬材料和耐火材料兩種。一般講，在較低的溫度環(huán)境(低于1100℃)中可使用金屬材料，高于這一溫度，通常使用耐火材料，代表性的耐火錨固材料是錨固磚。這里指的是溫度不是指工業(yè)爐高溫度，而是錨固材料可能接觸到的可能溫度。當(dāng)然，襯體中錨固件的選用，除了考慮環(huán)境溫度條件，還要考慮襯體結(jié)構(gòu)的特點。

 

   (1) 金屬錨固件。金屬錨固件，一般指在耐火材料襯體機構(gòu)中起到支撐、固定襯體耐火材料租用的特殊金屬結(jié)構(gòu)件。主要包括襯體錨固件和耐火錨固磚或吊掛件兩類。

 

   (2) 錨固磚。在工業(yè)爐設(shè)計中，當(dāng)爐體結(jié)構(gòu)的厚度或荷載較大，或?qū)嶋H環(huán)境溫度較高時，襯體內(nèi)的錨固件多采用錨固磚結(jié)構(gòu)。包括墻體和爐頂。

 

其他輔助材料

 

   其他輔助性材料主要包括膨脹縫填充材料、高溫輻射涂料、保護性材料。

 

   (1)膨脹縫填充材料。構(gòu)成工業(yè)爐內(nèi)襯的耐火材料(包括定形耐火磚和不定形耐火材料)，在應(yīng)用過程中，由于環(huán)境溫度條件作用，其內(nèi)部的溫度變化和溫度梯度產(chǎn)生的熱應(yīng)力，可能導(dǎo)致襯體發(fā)生龜裂和剝落等現(xiàn)象。為了減輕和消除這種應(yīng)力，通常在設(shè)計時，在襯體內(nèi)留設(shè)一定的膨脹縫。常用的膨脹縫填充材料有以下幾種：

 

   1)馬糞紙;

 

   2)PVC板;

 

   3)發(fā)泡苯乙烯;

 

   4)陶瓷纖維。

 

   馬糞紙屬于傳統(tǒng)的膨脹縫填充材料，由于其價格低廉，使用方便，因此應(yīng)用廣泛。但是，馬糞紙有強度差、怕濕等缺點，在一些耐火材料襯體中就無法使用，如：澆注料、可塑料等襯體。

 

   PVC板是一種新型的膨脹縫填充材料。這種材料具有尺寸精度高、成型好、強度高、抗水等點，可以廣泛應(yīng)用 于多種襯體的膨脹縫。但是，這種材料價格相對較貴，使得應(yīng)用受到限制。

 

   發(fā)泡苯乙烯是一種較理想的膨脹縫填充材料，它可以制成各種定形規(guī)格在施工時直接應(yīng)用，由于它重量輕，所以也有將發(fā)泡苯乙烯制品直接粘貼在耐火磚上，施工方便。但由于價格相對較貴，也使應(yīng)用受到一定的限制。

 

   陶瓷纖維，作為一種散裝材料，多用于定形耐火磚制品砌體膨脹縫的填塞，尤其是高溫環(huán)境條件下的耐火磚工作面膨脹縫的填塞。

 

   (2)高溫輻射涂料。高溫遠紅外節(jié)能涂料，也有稱為高溫輻射涂料的。這是一種液體自粘性材料，通過涂刷或噴涂的方式，以涂層和形式粘附在高溫爐墻的高溫側(cè)表面。爐墻母材可以是耐火磚、澆注料、可塑料和耐火陶瓷纖維。高溫輻射涂料的共同特點是：在高溫條件下黑度系數(shù)大、發(fā)射率高。當(dāng)這類涂料被涂到高溫爐墻上后，使爐膛內(nèi)發(fā)射到爐墻上的熱量大部分又反射回爐膛，從而提高 了爐子熱效率、提高了爐膛溫度的均勻性，也保護了爐墻、降低了爐墻的熱損失。

 

   在工業(yè)爐上使用高溫輻射涂料的節(jié)能效果，一般在5%~20%。

 

   衡量一種高溫遠紅外涂料質(zhì)量的技術(shù)性能，一般包括以下幾個方面：

 

   1)耐火度，表達材料對使用環(huán)境溫度的承受能力，一般涂料的耐火度在1200~1800℃。

 

   2)發(fā)射率，通常用法向發(fā)射率表示。它表示發(fā)射到涂料表面的熱量反射出去的性能，是涂料輻射特性劣的主要衡量指標。一般涂料的發(fā)射率為0.85~0.93.

 

   3)衰減率，表示一種高溫輻射涂料保持高輻射時間長短的性能，也有稱之為“有效壽命期”。

 

   4)高溫附著力，由于涂料在經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)后都呈固體，與母材黏附力差容易剝落。高溫附著力的大小，間接表明涂料的使用壽命。

 

   (3)保護性材料。在筑爐材料中，除了構(gòu)成襯體的上述三大主要材料外，從工業(yè)爐應(yīng)用角度，或是為了應(yīng)對一些特殊的環(huán)境，往往還使用其他的一些材料。

 

   1)防氧化材料

 

   2)表面固化材料

 

   3)防“白華”封固材料。