锅炉用浇注料筑炉后出现裂纹的原因

2021.6.3

锅炉上目前用到的耐火材料以浇注料和耐火砖为主,其中浇注料的使用占比越来越大,但是有些客户的锅炉用浇注料砌筑后出现了裂纹的现象,我们来找下出现裂纹的原因以及如何进行解决。

锅炉用浇注料筑炉后出现裂纹的原因

耐火防磨结构设计不合理

1、耐磨损材料膨胀缝的设计不合理,环向和纵向膨胀缝的设计数量不足;经过锅炉运转,耐磨耐火材料受热,体积膨胀,相互挤压而产生裂纹。旋风扇入口烟道耐磨耐火浇注料与耐火砖连接处膨胀缝由5mm改为10mm,留出足够的空隙以满足膨胀要求。伸缩缝改为Z字形,防止锅炉灰渣通过,清洗保温层。膨胀性缝隙填充材料要求两侧用耐火纤维毡覆盖,防止耐火泥浆浸入填充材料。环状伸缩缝设计间隔由1500mm改为1000mm。隔板出口烟道、隔板锥体等大面积区域,由浇铸面(2.5×2.5m)改为小面积方块(1.5×1.5m)一次成型砌筑,同时设置膨胀缝,膨胀缝宽度≤3mm,填充材料要求刚性较强的胶合板,防止震捣变形。热水器运转后,胶合板高温烧毁,空隙变成膨胀缝。

2、旋风分离器筒体沿高度方向设置砖衬支撑托板,以达到砖砌墙分层卸料的目的,经计算筒体实际耐火砖重量,设计一层托板无法达到卸料目的,根据现场实际情况将支撑托板改为二层布置。返料器立管耐磨耐火浇注料托板的布置由3层改为4层,间距减小到2.5m,实现了浇注料的分层卸载。

3、锅炉内Y形抓子的形状需要改进,材料的耐热性要高。制造夹角60~80°为荣盛耐材,保证抓钉的上端形状,可增强抓钉对浇注料的抓取力。

抓钉、布风板、排渣管、风管是金属材料,经加热后的膨胀系数比耐火材料大得多,若不经过预处理,金属与耐火材料接触处会产生网状裂纹,造成开裂、脱落。耐火花与金属接触表面应清除油污垢和灰,均匀地涂上1毫米以上的沥青。应保证沥青的浓度和厚度,坚决杜绝以沥青涂料代替沥青油。

不合理的施工技术

1、浇注料搅拌时的“灰水比例”控制不好。加水量过大,浇注料成型后,材料内部气孔率高,材料强度降低,自然凝固时间过长,保健期延长。加水过少,材料流动性差,振动不密实,容易留下气孔、洞等,强度也会大大降低。

2、搅拌时间和振荡时间控制较差;搅动时间过短,物料混合不均、不密实,强度降低;用振捣器对浇注料分层进行振捣。由于振动时间长,物料容易发生分层,细粉末浮在表面,骨料沉在底部,材料的强度降低容易脱落。浇铸料拌和后30min内用光,宜一次性浇注荣盛耐材指定厚度和高度。浇注料施工应在5℃以上,因温度过低,材料不易凝固,即使凝固,也是一种假凝固现象,浇注料一般应连续浇注,在上一层浇注料凝固之前,下一层浇注料应浇注完毕。如果施工间隙超过其初始凝结时间,则应按照施工缝处理。

3、不能很好地控制脱模时间。浇注料在未硬化前均可脱模。浇注料的强度和棱角必须保证不会被脱模破坏,否则浇注料将被拆除。当浇注料达到强度的70%时,承重模板才能拆模。为了方便脱模,在浇注前,所有的模具浇注表面都要涂上润滑油。

4、浇铸料的养护时间控制得不好。炉膛砌筑完成后要有足够的自然干燥期,使耐火材料中的大部分水分能析出,防止烘炉时大量水分不能及时排出,造成耐火材料爆裂、脱落。

5、烘炉质量控制较差。烤炉是将自然干燥炉衬材料中不能排除的游离水和结晶水排除,同时浇注料经过高温固化以达到一定强度。

在烘炉前,炉衬材料必须具有一定的自然强度(足够的保持期)才能进行烘炉。炉子的原则是“宜长不宜短,宜慢不宜快”。根据预先设定的烘炉曲线,加热均匀平稳,控制好恒温时间和温度,保持温度波动不超过±20℃。避免升温过快,水份不能及时排出,冲破耐火材料层;避免耐火材料层内温度梯度过大,产生巨大的热应力,造成耐磨耐火材料层开裂、突出、脱落。

外层耐磨耐火钢外壳(如回料腿、旋风分离器锥体),其气孔开度过小,也是不容忽视的因素。

不过关的耐火耐磨材料

1、耐磨材料的骨料配比及与基体的结合对材料的耐磨性有重要影响。当骨料与基质不匹配时,会导致材料本体在成型后出现裂纹,当骨料与基质的结合性较差时,会造成冲刷时基质荣盛耐材先被侵蚀,然后骨料被孤立,荣盛耐材脱落,这样,即使骨料具有相当优异的耐磨性也是没用的。荣盛耐材的耐磨材料是基体和骨料以同样的速度磨损。

2、耐磨耐火材料保管期限过长,材料失效,部分材料保管不当,受潮变质,还会导致锅炉砌筑质量不合格。

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