刚玉莫来石浇注料

在冶金炉窑中，烧结机的点火保温炉结构相对较简单，但烧结机点火保温炉作为烧结工艺的重要组成部分，对烧结矿质量及能耗起到至关重要的作用。

点火保温炉的主要目的是为了烧嘴喷出的火焰集中，提高炉内热强度，提高烧结矿的产量和质量，并降低烧结工序能耗。为了改进点火工作，往往采用增加点火器长度、增设保温段的方法，使点火时间延长，也使点火更趋于均匀，并具有保温作用。烧结料表层温度水平提高，受高温作业时间延长，可获得充足的热量，有利于表层粉料固结，提高表层烧结矿强度和成品率。而上述方法目前存在的问题是：点火保温炉耐火材料受气流冲刷严重，使用寿命较短，拆除更换施工时间长，尤其是烘炉时间长。

为缩短停产时间，有研究人员结合生产施工的实际情况，采用新型材料———溶胶结合刚玉莫来石浇注料取代传统的莫来石浇注料。其早期强度高，养护脱模时间短，只须简单烘烤就可恢复生产，大大缩短了施工工期，经济效果显著。

工程概况

目前某厂烧结机烧结面积为435m2，其点火保温炉以焦炉煤气为燃料，烧嘴采用双斜式（其高温火焰带宽度合适，温度均匀，高温点火时间与台车运行速度良好配合，火焰短，燃烧完全，点火效率高，能耗低），烧结机工艺条件为：烧结机料层厚度700mm；烧结机台时产量562.5t；煤气种类为焦炉煤气，煤气热值Q≥16.28MJ/m3；烧嘴前煤气压力≥2000Pa；烧嘴前助燃空气压力≥3000Pa；点火温度为1150℃±50℃；点火时间为1分钟～1.5分钟。

由于点火保温炉设计寿命为5年，点火保温炉使用5年后，点火段炉顶磨损较严重，须决定是否进行拆除更换。鉴于保温段较完好，后来决定在本次大修中保留。研究人员根据以往经验，采用传统的施工方法，采用普通莫来石耐火浇注料与保温制品通过耐热锚固件吊挂耐火砖而组成整体的复合耐火内衬。普通莫来石浇注料早期强度较慢，脱模时间长，且烘炉时间长，由于工艺要求炉墙、炉顶分段施工，施工总工期无法满足生产需求，为了实现大程度上减少停产时间，决定采用新型材料———溶胶结合刚玉莫来石快干浇注料。溶胶刚玉莫来石快干浇注料早期强度较大，脱模时间短，加上采用专门溶胶结合，结晶水较少，因而烘炉时间大大缩短。

耐材对比

该厂点火炉炉型设计尺寸5.32m×5.146m，其中炉墙、炉顶工作衬厚度为450mm～310mm。

通常点火保温炉采用莫来石浇注料与保温制品通过耐热锚固件吊挂耐火砖而组成整体的复合耐火内衬，其价格低廉、高温性能好，且容易烧结、强度高、不易开裂、耐侵蚀、抗耐磨。但其与水搅拌振捣后，须经过24小时才具备拆模条件，待其自然养护48小时后，才能进行烘炉，烘炉时间至少为72小时，确保水分排出，不至于发生爆裂现象。仅从搅拌制作浇注到拆模养护再到烘炉，至少需要6天，还不包括拆除原有炉体、搭设脚手架制模、炉墙和炉顶分开浇筑施工、拆模等工序，其总工期至少为15天。

溶剂溶胶结合刚玉莫来石浇注料的优点如下：溶胶结合刚玉莫来石浇注料以硅溶胶与Al2O3发生化学反应，同时覆盖在固体表面，促使材料黏结、固化，因而其结合强度高，低温可产生较高强度，可短时间脱模；硅溶胶在水中发生电离作用产生相同的负电荷，相互排斥，因而材料施工流动性好；荷重0.2MPa的变形量为0.6%时的荷重软化温度≥1550℃，软化温度高，高温强度较高；由于此材料采用溶胶结合，材料含水率占材料总量的10%左右，在低温烘烤过程中，水分可基本蒸发掉，热震稳定性实验1100℃水冷次数≥34次；施工过程中在浇注料中增加钢纤维，可进一步增强其热震稳定性，重烧线变化率1450℃×2h≤±0.3%，说明材料在烘炉升温过程中，线变化率波动不大，材料产生的内应力很小；对材料内部结构损伤很小，高温段莫来石成针状及柱状的结晶交织成网状，减少了滑移，增强了材料的韧性，极大地增强了热震稳定性。虽然溶胶结合刚玉莫来石浇注料前期投入成本较高，但其可节约工期8天，产生360万元的经济效益相当可观。

材料选取

经专家组多次讨论研究，为保生产减少停产时间，并保证炉顶及炉墙的整体性、耐磨、耐久性，决定采用新型材料——溶胶刚玉莫来石快干浇注料取代原有的莫来石浇注料。

施工过程主要工序为先进行炉顶钢结构拆除，再进行炉顶浇注料拆除、出渣；利用台车搭设炉顶施工脚手架平台，再安排炉墙耐材拆除；焊接炉墙锚固钉；炉墙制模浇注溶胶结合刚玉―莫来石浇注料，养护拆模，炉顶锚固砖安装，炉顶制模并预留测温孔，炉顶浇注溶胶结合刚玉莫来石浇注料，养护拆模，再进行烘炉，通过合理优化方案，一共用时7天完工。从本次施工过程中，浇注料流动性较好，施工便捷，常温下12小时的强度即可达到20MPa左右，达到拆模条件。通过24小时的简单烘炉，即可投入正常生产。上述优点在实际中得到充分反映，烘炉过程中，没有出现炉体开裂等现象，没有出现炉膛、炉顶温度过高现象，保温隔热效果明显，煤气消耗量较改造前没有明显变化，各项指标良好。

由于点火炉达到使用寿命，须进行拆除更换。为满足生产需求，缩短停产时间，施工人员大胆采用新型材料溶胶结合刚玉莫来石浇注料。溶胶结合刚玉莫来石浇注料早期强度高，可减少脱模时间；其重烧线变化率小，抗折强度较高，减少烘炉时间，并合理调整施工方案及工序，节约工期8天，产生良好的经济效益。投产使用一年多，各项生产指标良好，满足生产需求。