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普通锅炉炉墙用耐火材料

作者:admin 发布日期: 2021-03-06 二维码分享


由于一种炉墙材料不能兼有耐热、绝热和密封三方面的良好性能,因此同一炉墙上往往应使用几种材料。通常将炉墙从内到外沿厚度分成耐热、绝热和密封三层,分别使用耐热、绝热和密封材料。但是这种层次的划分是相对的,还应根据实际情况而加以改变。例如,对于低温区的炉墙就可以取消耐热层;在砖砌炉墙中,为了简化结构,也可将绝热层和密封层合并使用一种材料。

锅炉炉墙分为各种耐火材料、保温材料和密封材料三大类。常用的耐火材料有耐火砖、普通黏土砖(包括红砖)、耐火混凝土、耐火塑性料等。保温材料有保温砖、保温板、保温瓦以及各种绝热混凝土和纤维状(玻璃棉、矿渣棉、石棉等)保温材料、密封材料有各种密封涂料和抹面材料。

(1)耐火材料包括以下几种:

1)耐火砖。锅炉用耐火砖以具有一定的抗酸、抗碱作用的中性砖为好。通常工业锅炉采用的耐火砖是黏土砖,砖中含有约30%~45%Al₂O₃和约50%~65%SiO₂。它属于弱酸性耐火材料,能抵抗酸性渣的侵蚀作用,但对碱性渣的抵抗能力稍差。

2)锅炉用轻质耐火砖,具有重量轻、热导率小和耐火度高的优点。但其缺点是透气率大、组织结构疏松、机械强度低、抗渣及抗有害气体侵蚀能力差,长期使用容易损坏,故一般将密度为0.4~0.8g/cm³的制品作为高温绝热元件,将密度1.0~1.3g/cm³的制品作为工业锅炉管子之间的隔热墙。轻质耐火砖按原料不同,有轻质硅砖、轻质高铝砖和轻质黏土砖等。作为锅炉炉墙常用的轻质黏土耐火制品有5种牌号。

3)普通红砖。普通红砖使用普通黏土加少量砂子制成。其成分Al₂O₃16%~24%SiO60%~80%;其他氧化物10%~20%。标型砖尺寸为250mm*120mm*65mm

(2)耐火混凝土。耐火混凝土具有工艺简单、施工方便、整体性好等优点,在高温下有较高的耐火度,热稳定性也较好,且具有较小的残余收缩性能,在锅炉炉墙上得到了广泛应用。锅炉中.常用的粘合剂有矾土水泥和硅酸盐水泥,用这两种水泥配制的混凝土分别为矾土水泥耐火混凝土和硅酸盐水泥混凝土。矾土水泥质耐火混凝土的使用范围是:工作温度为1200~1300℃。硅酸盐水泥质耐火混凝土的使用范围是:工作温度为1200℃以下。

锅炉中常用的耐火浇注料,主要也是由矾土水泥和硅酸盐水泥作为结合剂。矾土水泥耐火浇注料的使用温度在1200℃以下,硅酸盐水泥耐火浇注料的使用温度在1100℃以下。

(3)保温材料包括以下几种:

1)硅藻土制品。硅藻土是一种水生的藻类植物腐败以后经地壳变迁而形成的一种生物化学沉积岩。它有许多微孔,是一种优良的天然绝热材料。硅藻土砖是用硅藻土制成的,其成分SiO₂80%~83%Al₂O₃5%~6%;其他氧化物为3%~5%。标型砖尺寸为:250mm*120mm*65mm。硅藻土制品包括硅藻土砖、硅藻土板和硅藻土瓦。它们都是以硅藻土为原料,并在其中附加上能够烧烬的可燃物,在一定温度下焙烧而成的。

2)膨胀珍珠岩及其制品。珍珠岩是一种酸性含水火山熔岩,它在850~1050℃下焙烧时,熔岩中的水汽化产生压力,使珍珠岩的体积迅速膨胀,冷却后形成多孔软质珍珠岩,称:“膨胀珍珠岩”。它具有容重小,热导率小、无畏、不燃烧、不腐蚀等优点,是一种新型保温材料,在国内得到了广泛应用。

3)膨胀蛭石及其制品。蛭石是一种含水硅铝酸盐类。蛭石在高温下(850~1000℃),由于硅铝酸盐层间水蒸气逸出受阻,造成层间水蒸气压力增高,致使蛭石剧烈膨胀,体积增大很多倍,生成膨胀蛭石。它具有密度小,热导率小的优点,是一种良好的保温材料。

4)微孔硅酸钙制品。这是一种新型的保温材料,由石灰、二氧化硅、石棉和黏合剂,经搅拌、加热。烘干而成。其密度较小,可制成密度在0.18g/cm³以下的制品,耐压强度大于5MPa,成本也不高,是成型保温材料中较好的一种。

5)绝热混凝土。绝热混凝土是以硅藻土、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石作为骨料,用硅酸盐水泥作黏合剂加水配制而成。经浇注、养护可制成任意形状的保温材料,可作锅炉炉墙高温区的绝热材料,与耐火混凝土层紧紧相贴。

6)纤维状保湿材料。纤维状保温材料的主要原料是:岩石、矿渣、玻璃以及其他附加物。配料后,在高温下烧成熔融态,经流槽放出时,用热风或蒸气吹成丝状或絮状纤维,即分别称为:矿物棉、矿渣棉和玻璃棉。它们具有密度小、热导率小、不易燃烧等优点,是炉墙保温和热管道保温的理想材料,这类制品的主要缺点是耐温性能差,施工时对人体皮肤稍有刺激作用。

7)硅酸铝耐火纤维也称“陶瓷纤维”,是一种耐高温的纤维状保温材料,使用温度可达1000℃。硅酸铝耐火纤维兼有耐火或保温的性能,常用于高温管道的保温。

(4)密封材料。密封材料分为用于高温区的“耐热密封涂料”和用于低温区的“密封涂料”两类。它们主要用作轻型混凝土炉墙和敷管炉墙保温层外面的密封层、轻型砖结构的水平顶板和斜顶板的密封层、重型炉墙外层的抹面等。随着混凝土炉墙的大量应用,密封涂料的配方很多,各地可因地制宜进行配制和材料代用。

(5)灰浆。灰浆是用来填充砖缝,使砖与砖之间结合成一个整体,并防止炉墙透气的一种炉墙材料。灰浆应具有一定的结合强度,对不同的砌体窑采用与砌体材质相适应的灰浆材料。灰浆包括:1)耐火灰浆,也称“黏土质耐火泥”,用于耐火砖的砌筑。它由耐火黏土熟料和生耐火黏土按一定比例配制而成。2)绝热灰浆,用于砌筑成型的保温制品,如硅藻土制品、膨胀珍珠岩制品、膨胀蛭石制品等。3)水泥浆,用于砌筑温度低于200℃和潮湿地区的普通黏土砖。


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