炉顶用耐火材料

A．炉顶用耐火材料

加热炉炉顶分为拱顶和吊挂顶两种。当炉子跨度小于3~4m时，一般用楔形砖砌成拱顶；当炉子跨度大于3~4m时，普遍采用吊挂砖组成吊挂顶。目前，为节约能源，炉顶上表面铺砌一层轻质砖、保温板或浇灌轻质浇注料，厚度在50~100mm左右。隔热层不能太厚，否则吊挂砖软化层增大，结构强度削弱，金属吊挂件温度升高易损坏，可造成蹋炉事故；施工隔热层时，不得埋没金属吊挂件。

1、炉顶钢梁

炉顶钢梁包括过梁和悬挂梁，其尺寸和布置间距一般根据炉顶内衬的宽度和厚度即重量进行选定。炉顶过梁采用工字钢或槽钢，悬挂梁与金属吊挂件配套使用，普遍选用小型工字钢或厚壁钢管，其间距全凭生产经验进行设计，国内外普遍采用300×300mm，最大允许中心距为300×380mm或340×340mm。

2、吊挂砖

加热炉用锚固件分为金属锚固件和非金属锚固件。非金属锚固件用于炉墙部位，称为锚固砖或抗拉砖；用于炉顶，则叫作吊挂砖。锚固砖和吊挂砖一般是用Al2O3含量等于或大于60％的高铝质材料制成的，体积密度约为2.34g/cm3，耐压强度大于400kg/cm2，1500℃重烧线膨胀为0.05%左右。吊挂砖外形呈波浪形或锯齿形，其断面尺寸为100×120或180mm，长度应大于炉衬厚度并尽量使金属吊挂件远离高温区或暴露在空气中，以利于提高砖的寿命和便于拆修。

吊挂砖通过金属锚固件与过梁用工字钢或厚壁钢管相连，其布置一般采用规则排列。错位排列或间距太小时，将影响施工速度和质量。吊挂砖的间距与过梁相等，一般采用300×300mm，最大允许中心距为300×380mm或340×340mm。

当炉顶采用烧嘴砖时，在烧嘴砖周围的吊挂砖的布置是不规则的，要点是吊挂砖的外表面与烧嘴孔面的距离应保持在150mm左右。同时不加金属锚固件，如要用金属锚固件，必须采用耐热钢制作，其端部与内衬工作面的距离必须大于200mm，以防烧坏而损毁烧嘴砖。烧嘴砖周围最好留设膨胀缝或添加隔离层，以便于损毁时拆修。炉顶模板组装完成后，便可安装全部吊挂砖。为保证吊挂砖的垂直度，金属锚固件系统要用木楔挤紧；待浇注料浇灌完毕后，要及时将木楔撤下来，敲打时不得用力过猛。吊挂砖底端面最好与模板直接接触，如有间隙，不得超过5mm。

3、炉顶膨胀缝的留设

炉顶膨胀缝的留设十分重要。一般按炉长方向每隔2~5m留设1条，缝宽约为5~10mm。关于我厂浇注料的膨胀缝宽度详见«加热炉施工方法»。

膨胀缝所用材料最好是塑料波纹板（PVC），也可以是胶合板或纤维板等材料，并在浇灌浇注料之前安放牢靠。

4、耐火浇注料浇灌

目前，加热炉炉顶普遍采用耐火浇注料整体浇灌成型。加热炉三段炉顶可以采用同一材质的浇灌，也可以在低温段采用粘土结合浇注料或低水泥粘土质浇注料，其它两段采用强度更高的低水泥高铝质浇注料。

整个炉顶应连续施工，如需间断时应以膨胀缝处划分施工单元。下次施工时，膨胀缝处布料应饱满，振动要密实，否则易产生干缩裂缝。

炉顶浇注料厚度一般在200~250mm左右，应一次将浇注料布满，然后再振动。振动过程中振动棒不得碰撞吊挂砖和胎模。

需要说明的是，在现代加热炉砌筑中，炉顶除采用浇注料整体浇灌外，也可以采用预制件吊装砌筑，施工速度快，可缩短修炉时间。

B．炉墙用耐火材料

加热炉炉墙砌筑先于炉顶。炉墙所用材料与炉顶基本相同。用于炉墙部位的非金属锚固件一般称之为锚固砖。锚固砖间距一般在400~700mm左右，长度一般为炉墙总厚度的2/3。炉墙砌筑时，首先在钢板上紧贴一层保温材料，可以采用硅酸铝纤维毡或硅钙板，其厚度大约在50mm左右；随后砌筑一层或两层轻质粘土标准砖，其厚度为115mm或230mm；在粘土砖表面贴一层牛皮纸或塑料薄膜，以防吸水或渗浆，影响保温效果。待模板支设完成后，便可浇灌浇注料。其厚度一般在230mm左右，如果粘土砖只砌一层，浇注料厚度大约在350mm左右。这样炉墙总厚度在510mm左右。

炉墙施工时，应分层或分段连续施工，每层高度为400mm左右，最好按锚固砖的间距划分施工层。分段施工应在垂直膨胀缝处断开，并用填缝材料挤严和支撑牢固。

炉墙膨胀缝所用材料与炉顶所用材料相同，一般每隔2~4m在垂直方向留设1条，缝宽与炉顶相同；水平膨胀缝每1.5m高度留设1条，缝宽为3mm。

C．炉底用耐火材料

预热段炉底一般采用粘土砖砌筑；加热段炉底工作层用粘土砖或高铝砖砌筑，上表面铺一层冶金镁砂以抵抗熔渣的侵蚀，也可以直接用镁砖或镁铬砖作工作层，目前，普遍采用尖晶石抗渣浇注料浇灌一层炉底；均热段实炉底的温度高，氧化铁皮渣侵蚀较严重，同时要承受移动坯料的磨损和冲击，工作条件苛刻，一般采用熔铸成型的锆刚玉砖或高温烧成的铬刚玉砖，使用寿命在1~3年。

D．水冷管包扎用耐火材料

水冷管系统是加热炉的重要组成部分，从50年代初期开始，在该系统广泛采用绝热措施，其材质包括有粘土质和高铝质的挂砖、现场捣制或做成预制构件的不定形耐火材料以及耐火纤维等。目前广泛采用自流浇注料现场整体浇灌，由单层绝热发展为双层绝热，具体做法是：在水冷管外壁上均匀焊接Y形锚固钉，其长度为衬厚的2/3，紧贴管壁裹一层10~20mm厚的耐火纤维毡，用胶带纸或塑料薄膜将纤维毡裹住，以防其吸水和影响浇注料的流动性；在水冷管周围支设弧形模板，然后开始浇灌自流浇注料，轻微敲打模板外壁即可使自流浇注料快速下料，其厚度一般在50~60mm左右。也就是说双层绝热总厚度控制在70~80mm 为宜。太厚占用炉底面积，不但影响加热质量，而且增加燃料的消耗。采用自流浇注料浇灌的水冷管可以达到1年以上。

为降低和节约能源消耗，国内一部分推钢式加热炉将水冷管取消，代之而用无水冷滑轨砖支撑钢坯并保证正常运行，它适用于中小型加热炉，基本上消除钢坯“黑印”，从而提高了加热质量。具体做法是：在原有水冷管位置的下面，以耐火砖或浇注料整体浇灌若干基墙，为防止气流将基墙冲倒，在基墙上预留有若干对流孔；待基墙砌好或凝固后在其上砌筑预制成型的高铝质滑轨底座砖，再在底座砖基础上用火泥砌筑梯形铬刚玉质滑轨砖，这样钢坯就靠滑轨砖来支撑。无水冷滑轨砖可以用于整座加热炉，也可以在均匀段采用，其它部位仍用水冷管。现场应用实践证明，使用无水冷滑轨砖比水冷管可节约5~10％的能源。