不定形耐火材料的施工

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1、第三章不定形耐火材料的施工不定形耐火材料又称散状耐火材料，是由合理级配的耐火骨料和粉料与结合剂、外加剂混合而成，不经成型和烧成工序而直接使用的耐火材料。它可按需要的形状和尺寸，随意构筑工业炉炉衬，因此，与耐火砖相比，具有工艺简单、节约能源、成本低廉、便于械化施工等特点。不定形耐火材料根据其施工方法可分为，耐火混凝土。耐火可塑料、耐火喷涂料、耐火涂抹科和耐火捣打料。第一节耐火混凝土的施工耐火混凝土又称耐火浇注料。是不定形耐火材料中的一个重要品种。它是由耐火骨料、粉料和结合剂按一定比例，经成型、养护和烘烤而成。这种材料可以现场配制施工，也可预制成型、实行吊装筑炉。由于其基本组成和成型、硬化过程与土

2、建工程中常用的混凝土相同。因而有“耐火混凝土”之称。与定形、烧成耐火制品耐火砖相比。这种耐火材料大大简化了制作工艺，降低了制造成本，革新了砌筑作业，加快了修理速度，并使炉子砌体具有良好的整体性，是一种技术经济指标较好的耐火材料。耐火混凝土是不烧的耐火材料，与烧成的耐火制品相比，在性能上具有以下特点：(1) 耐火度接近或稍低于同质耐火砖；(2) 荷重软化温度比同质耐火砖低得多；(3) 热震稳定性比同质耐火砖好；(4) 重烧线收缩一般比耐火砖大；(5) 线膨胀系数较小，常温强度高。一、耐火混凝土的分类与性能耐火混凝土按结合剂的不同，分为硅酸盐耐火混凝土、矾土水泥耐火混凝土、低钙铝酸盐耐火混凝土、水

3、玻璃耐火混凝土、磷酸盐耐火混凝土等。按使用温度的不同，又可分为低温耐火混凝土( 1000 )、中温耐火混凝土(1000 1200 )和高温耐火混凝土( 1200 )。耐火混凝土的分类和性能分别见表3 1。表 3 1 耐火混凝土的分类和使用范围低钙铝酸盐磷酸盐硅酸盐水泥矾土水泥水玻璃镁质轻质名称水泥耐火混耐火混凝耐火混凝土耐火混凝土耐火混凝土耐火混凝土耐火混凝土凝土土400 号水玻璃硫酸镁或氯水玻璃材料组磷酸 (浓度化镁 (密度400 号400 号(模数 2.6 3.0 密度400 号成 (质低钙铝酸盐(加促结合剂硅酸盐水泥矾土水泥13801400kg/m 3)4050)1200矾土水泥量 )水

4、泥1240kg/m3)凝剂 )15 2012 1515206.51427 28121581040 45二、耐火混凝土的施工方法耐火混凝土的施工方法有直接浇捣成型和预制块砌筑两种。1直接浇捣成型1(1) 整体浇捣炉体对于一些小型室式炉、盐浴炉坩埚炉膛等，均可在现场用直接浇捣成型的方法，把炉子浇捣为一个整体。(2) 整体浇捣部分炉体图 3 1 为 5t 锤用半连续式加热炉的整体浇捣炉顶，是在拱胎上浇捣的。图3 2 为转底式加热炉的球面炉顶，是在用砂土堆成的拱胎上预制的。图3 3 是用耐火混凝土直接在加热炉炉门内浇捣而成。图 3 1整体浇捣拱形炉顶图 32整体浇捣球面炉顶1 一炉顶； 2 一拱胎1

5、一炉顶； 2 一砂土图 3 3整体浇捣加热炉炉门l 一 Y 型金属锚固件； 2 一耐火混凝土(3) 糊补某些形状不规则、砌砖困难的部位，可用耐火混凝土糊补的方法解决，如图3 4 所示的结构。图 34用耐火混凝土找平拱顶1 一耐火混凝土； 2 一耐火砖2图 3 5拱顶预制块a) 由 1 块组成b) 由 3 块组成2预制块砌筑与直接浇捣成型相比，使用预制块砌筑的方法目前也较为广泛。不少原用耐火砖砌筑的炉子改为混凝土砌筑。普通拱顶，可根据其跨度的大小，每环可由1 块或 3 块组成，如图3 5 所示。环形炉拱顶，可按炉体中心对称地均匀分成若干异型预制块，如图3 6 所示。炉门拱可将炉门柱和拱上找平部分

6、连接在一起，浇捣成二个整体，如图3 7 所示。图 36环形炉拱顶预制块图 37炉门拱预制块三、铝酸盐耐火混凝土的制作铝酸盐耐火混凝土是以矾土水泥或低钙铝酸盐水泥等为结合剂，以耐火熟料为骨料和粉料制成的水硬性耐火混凝土。这是目前使用较广的一类耐火混凝土。1对原材料的要求(1) 水泥各种水泥应符合国家标准，标号不得低于425 号。水泥在储运过程中易受空气湿度的影响而结块变质，必须严格检查。(2) 骨料骨料是耐火混凝土的骨架，一般占总质量的70%以上，是决定耐火混凝土高温性能的重要因素。耐火粘土和高铝熟料均应选用充分锻烧的，粗径最大取 10mm15mm 。粒径愈大， 耐急冷急热性愈差。骨料的粒度级配

7、见表3 2。表 32骨料粒度级配名称粗骨料细骨料骨料粒经 /mm10551.20.15累计筛余 (质059010001020 5590 100量 )3(3) 粉料可采用与骨料相同的材料磨细而成。细度小于0.088mm 的细粉量应大于85%。粗细骨料及细磨粉料必须保证化学成分。技术性能合乎要求(见表 33) ，不应含有其他杂质，尤其不应含有石灰石、白云石等。表 33骨料及粉料的技术性能使用温度耐火度Al 2O3 的质量分数Fe2O3 的质量分数SO3 的质量分数选用材料(%)(%)(%) 1200 1670 30 5.51.3耐火粘土熟料 1200 1750 48 3.0高铝熟料(4) 水制作耐

8、火混凝土的水，应是无酸、碱及油质的净水。2模板的支设耐火混凝土用的模板应根据工程结构的特点和工程量的大小予以选择。模板的类型有：固定式、吊挂式和工具式等。模板的材质通常为钢模和木模。支设模板时，应符合下列要求：(1) 尺寸准确，符合设计规定。装配和拆卸方便，支撑牢固，用后变形小。模板与耐火混凝土的接触面应光滑严密，成型过程中不漏浆。(2) 采用木模时应使用树脂成分多的木材，并且用机油、塑料布和防水纸等不吸水材料处理，防止吸收耐火混凝土的水分。使用钢模时也要涂油，以便脱模。(3) 对腐蚀性或粘结性较强的耐火混凝土，应在模板内设隔离层。(4) 预留膨胀缝用的木板条等应固定牢靠，避免受振捣时位移。(

9、5) 为了运输、施工的方便，在大型预制块中应设置吊环(见图 3 8)，埋入深度约100mm 左右。尽量配制在冷面，以利于降低吊环的温度。图 3 8 吊环形状1 一吊环； 2 一耐火混凝土3锚固件的安装锚固件一般分金属和非金属两种。它的一端焊于炉壳或钢架上，并埋入耐火混凝土中，起着支撑和连接的作用。锚固件的设置应按设计规定，通常在低温部位采用金属锚固件，高温部位则采用陶瓷锚固砖。安装锚固件时必须注意下列事项：(1)金属锚固件根据炉体结构的不同部位，采用不同形式，炉墙和拱顶的金属锚固件有V 型、L型和 Y型等几种。(2)一般金属锚固件的前端埋设到炉墙厚度的2/3 处，锚固砖一般露于加热面上。(3)

10、金属锚固件的安装间距视炉墙厚度。高度而定。其水平间距一般约为550mm600mm ，竖向间距约为450mm500mm 。4(4) 采用锚固砖时。侧墙部分的间距多为300mm500mm ，炉顶部分约为200mm300mm 。4配料耐火混凝土通常是根据图样上提供的要求进行配料。若在工地自配耐火混凝土时，则应通过试验室进行试配，在满足施工和易性要求的情况下，制成试块，并按所规定的项目进行检验。当检验结果达到设计要求后，才能确定最终的施工组成。配料时必须注意下列事项：(1) 制作耐火混凝土时，配料必须按质量比准确称量。(2) 水泥用量过多，会使耐火混凝土的耐火度、荷重软化温度降低，重烧收缩增加；水泥用

11、量不足时，耐火混凝土的强度降低。一般水泥用量应取12%15% 。(3) 加水量对耐火混凝土的性能有显著影响，在能够成型的条件下，水分应尽量减少。水灰比是指水与水泥加粉料之比。表34 所列的加水量可供参考。表 34不同成型方法的加水量成型方法水灰比加水量 (%)振动成型0.3 0.4911捣打成型0.23 0.256.57.5注：冬季作业时加水量取下限，夏季作业时取上限。5搅拌耐火混凝土的搅拌方式以及搅拌所用的机械，与普通混凝土基本相同。如能采用强制式搅拌机，则效果更好。为了保证搅拌质量，降低劳动强度，一般均应采用机械搅拌。搅拌时必须注意下列事项：(1) 人工搅拌水泥结合剂耐火混凝土时，应先将水

12、泥与粉料混匀，再加骨料，然后加水拌匀。(2) 机械搅拌硅酸盐水泥耐火混凝土，一般宜在搅拌筒内注入1/2 的水，再加入水泥， 搅拌 1min ，然后边搅拌边倒入粗细骨料和剩余的水，并搅拌到均匀为止。总的搅拌时间不得少于5min。(3) 对矾土水泥耐火混凝土的搅拌，最好一次加完所需水量，并要有足够的时间。泥料搅拌是否符合要求，可根据“手捏成团” ，观察泥料色泽与均匀性以及流动性等来判断。(4)耐火混凝土的一次搅拌量，应以30min 内施工完为一批量。(5)冬季作业应使骨料保持一定温度，并可采用温水搅拌，水温不应超过40 50。不能采用低熔点的化学促凝剂，如CaCl2 、NaCl 等。否则会降低其高

13、温使用性能。(6) 在更换耐火混凝土品种时，搅拌机必须冲洗干净，不得存有残留物，因为它对另一品种的耐火混凝土来说是有害物质。6成型成型方法一般可分为振动成型和捣打成型。振动成型用来制作预制块或现场浇灌。对于块度大、数量多、形状简单的制品，可采用预制生产。现场浇灌适用于使用温度不高、要求整体性强和一般的基墙等部位。对制作质量较高而数量较少的制品，如各种喷嘴砖、电弧炉的出钢槽和炉盖等，均可采用捣打成型。(1) 振动成型振动成型时必须注意下列事项：1) 铺料层厚度一般为 300mm400mm ，当采用插入式振动棒时，浇注层厚度不应超过振动棒作用部分长度的 1.25 倍。振动棒的移动间距不应大于作用半

14、径的1.5 倍。2) 每层浇注时间不宜超过45min，在浇注时一层层循环浇注。振动棒应插入原下层浇注料30mm5以上，以便层与层之间联接牢固，防止出现裂纹。3) 由于耐火混凝土混合物的粘度大，流动性较小，采用振动棒成型时插点应该加密，做到快插、轻拔、慢移动，以免造成空洞。4) 使用振动棒时，不允许将其支承在结构的钢筋上，并应避免碰撞钢筋、芯管和预埋件。5) 成型高度较大和薄壁预制块时，为使耐火混凝土振捣致密，可分次加料和振动，每层料厚100mm150mm 。6) 薄型耐火混凝土预制块，可采用平板振动器在其表面进行振捣。但每层浇注层的厚度不应超过 200mm 。平板振动器的振动间距，应保证振动器

15、的平板能覆盖已振捣完毕的区段的边缘部分。7) 耐火混凝土一般应连续进行浇注，在前一层浇注料初凝前，应将下一层浇注料浇注完毕。如施工间隙超过其初凝期时，应按施工缝要求进行处理。8) 预制块振动成型完毕后，才可将其表面抹平。如边振边抹，易导致层裂。9) 在每一位置上的振捣延续时间，应能保证耐火混凝土获得足够的捣实程度，即耐火混凝土表面返浆、边角严密、不再沉落时为宜。(2) 捣打成型捣打成型时必须注意下列事项：1) 分层捣制，每层加料厚度不大于150mm，要求密实度达 50%以上。层与层之间需用耙子 (见图39)耙毛后，再加料捣打，四角周边要充分捣实。图 39 耙子2) 连续进行，当捣打完一层后。需

16、在它末硬结前耙毛再捣打第二层。间隔过久，会产生分层现象而影响使用效果。3) 严格控制混合料的水分，尽量做到每批料的成型水分一致。以免在捣打过程中。产生鼓泡起波的 橡皮土 或捣打不紧密现象，7养护与脱模用火泥为结合剂的耐火混凝土是水硬性的，常因早期脱水而发生表面“起皮”现象。为此，耐火混凝土成型初凝后，应及时进行养护。养护的目的是为了凝结和硬化，从而获得初期强度(设计强度的 70%) 。耐火混凝土按一定条件、养护一定时间才能获得足够的强度。如不严格按照养护要求，将会严重影响其质量。(1) 硅酸盐水泥耐火混凝土的养护养护时必须注意下列事项：1) 硅酸盐水泥耐火混凝土适宜于浇水养护，使制品中的水泥在

17、水化过程中形成脱水硬化。2) 潮湿养护应在混凝土硬化开始后，加以覆盖并浇水，浇水次数以能保持混凝土有足够的潮湿状态为宜。养护温度为15 25，养护时间应大于7 天。3) 硅酸盐水泥耐火混凝土采用蒸汽养护的升温速度宜为10 /hl5 /h，最大不应超过20 /h；降温速度不宜超过40 /h。冬季养护温度为60 80，养护时间半天至一天。(2) 矾土水泥耐火混凝土的养护矾土水泥耐火混凝土中的水泥水化增强快，并产生大量放热效应，易使其表面产生裂纹。矾土水6泥耐火混凝土需在20的潮湿环境中养护3 天，养护温度不可超过30。为此，在耐火混凝土凝固后即应浇水或淋雾养护，或成型后16h 浸入水中养护，切不可

18、在烈日下曝晒，更不可用蒸汽养护。(3) 低钙铝酸盐水泥耐火混凝土的养护它是在 20的潮湿环境中养护7 天。由于在常温下硬化缓慢，为缩短养护时间，可用蒸汽在75 85养护一天。耐火混凝土经振动和捣打成型后，都需要放置一定时间才能脱模。脱模时间与耐火混凝土的品种、气温、成型水分、制品的形状和大小、促凝剂的效果等因素有关。一般情况下可参照表3 5 所列出的时间脱模。表 3 5铝酸盐水泥耐火混凝土的脱模时间夏季冬季品种脱模时间 (h)脱模时间 (h)振动成型捣打成型振动成型捣打成型硅酸盐水泥耐火混凝土6106816248 14矾土水泥耐火混凝土2 423685 6铝-60 水泥耐火混凝土4 6358

19、166 12低钙铝酸盐水泥6105816248 16耐火混凝土脱模时应保证耐火混凝土不受损坏，棱角保持完整。拆卸模板时应轻振轻敲，防止损坏模具。拆下的模板应及时清理粘附在模板上的泥浆，如不清除，再用模板装不严，容易跑浆。同时影响预制块尺寸的准确性。8烘烤耐火混凝土使用前的烘烤，是决定使用效果好坏的关键。烘烤的目的是排出耐火混凝土中大量的水分，以免在使用过程中，由于水分急剧汽化而导致炸裂现象。烘烤时必须注意下列事项：(1) 烘烤温度以 500为宜。升温应缓慢，升至 150及 350时应有一定的保温时间。大型预制块的烘烤，升温和保温约需 80h，闷炉冷却 16h，共 4 天。(2) 用耐火混凝土砌

20、筑的炉子，其烘烤的时间应比用耐火砖砌筑的同类炉子要长。(3) 在使用中直接接触铁液、钢液的部位，其耐火混凝土必须烘烤至500以上，才可使用。四、水玻璃耐火混凝土的制作水玻璃耐火混凝土是以水玻璃为结合剂。以耐火熟料为骨料及粉料，加入适量的促凝剂(如氟硅酸钠 )而制成的气硬性耐火混凝土。主要特点是具有较高的强度，在加热过程中强度变化又比较平稳，因此，常把它用作耐火耐磨材料。1对原材料的要求采用水玻璃为结合剂，工业氟硅酸钠作促凝剂。水玻璃的模数对荷重软化温度的影响是随着水玻璃模数的增加，即Na2O 含量的降低，而使荷重软化温度相应提高。因此，一般要求水玻璃的模数为2.63.0。2配料水玻璃的用量对耐

21、火混凝土的荷重软化温度有一定影响，当水玻璃用量增加时，荷重软化温度逐7渐降低。因此，需要控制水玻璃的加入量，一般外加水玻璃12%一 14%。掺加过多的氟硅酸钠。 对耐火混凝土的高温性能是不利的。 当其掺入量由水玻璃加入量的 12%增加到 15%时，荷重软化温度即由 1120降低到 1050。一般采用氟硅酸钠的加入量为水玻璃加入量的 10%12%( 折算为料量 (骨料十粉料 )的 1.5%2.0%) 。此外，还可采用硅酸盐水泥作促凝剂。3搅拌先将骨料加入规定模数的水玻璃需用量的1/3，进行搅拌约2min。再将粉料和规定比例的促凝剂均匀混合好的混合料，加入搅拌机内。同时也将其余的水玻璃用量加入，充

22、分搅拌约5min。4养护水玻璃耐火混凝土是气硬性材料，其强度的增长是在硅胶脱水过程中产生的。成型完毕后，应放在温度大于20的干燥环境中自然养护至凝固，一般需3 天。成型后约4h8h 即可脱模。脱模后要放在 30 40干燥环境中养护，或经高温空气干燥。不准浇水养护， 因为在水作用下水玻璃被浸析、溶解，脱水困难。强度也不能提高，所以应在干燥环境中贮存，不能淋雨。5烘烤水玻璃耐火混凝土在使用前，要缓慢烘烤，以排除耐火混凝土中的水分，增加强度。烘烤制度可参考铝酸盐耐火混凝土。五、磷酸盐耐火混凝土的制作磷酸盐耐火混凝土是以磷酸为结合剂，以耐火熟料为骨料和粉料，制成的一种热硬性耐火混凝土。磷酸盐耐火混凝土

23、具有高的高温强度、耐火度、高温韧性以及良好的热震稳定性和耐磨性等。1对原材料的要求(1) 结合剂采用含量 (质量分数 )在 40%45% 范围的磷酸较好，其加入量与成型方法有关，振动成型时为12%15% 。一般情况下，随磷酸含量的提高和用量的增加，都会引起高温性能的降低。(2) 骨料和粉料磷酸盐耐火混凝土可以采用各种耐火骨料和粉料制作，如焦宝百、矾土熟料、铝铬渣等。磷酸盐结合剂在耐火混凝土中主要是同粉料发生反应，其次同骨料发生反应，因为粉料的表面活性和表面积比骨料大。一般要求骨料和粉料中Fe2O3，的质量分数小于3%。(3) 促凝剂为了增加耐火混凝土的脱模强度，特别是振动成型和气温较低的情况下

24、成型，添加促凝剂有明显效果。目前普遍采用矾土水泥做促凝剂，加入量为2%3%( 气温高时可少加)，加多了要降低高温性能。2搅拌搅拌时， 先将成品料或粗细骨料混合均匀，然后慢慢加入按规定含量事先配制好的磷酸溶液需用量的 2/3，搅拌 1min2min 。拌匀的磷酸盐耐火混凝土需困料16h24h，以利气体排出。磷酸盐耐火混凝土的常温强度很低，因此，浇注前应加入2%3% 的矾土水泥作促凝剂，并将余下的 1/3 磷酸溶液用量加入，并搅拌均匀，已拌好的磷酸盐耐火混凝土不得任意加水。3困料困料的目的主要是排除混合物中含铁氧化物与酸起反应而产生的气体，防止耐火混凝土产生鼓胀变形，以保证制品的致密性。困料时间一

25、般大于16h。混料时温度应高于25，若低于该温度。磷酸将会冻结。第 1 次加入磷酸量要足够，以保证铁质与磷酸反应完全，但又不要过多。如果磷酸量过多，将使8料发粘、结块，影响困料后的第2 次混合。降低粘结性能。因此，第1 次磷酸加入量要适当。通常在振动成型料中，第1 次磷酸加入量约为总量的1/2(6%7%) ，其余的磷酸在第2 次混料时加入。4脱模对振动成型的磷酸盐耐火混凝土都加有2%3% 矾土水泥作促凝剂。加速硬化过程，以缩短模板的周转。一般成型4h6h 即可脱模， 20h 后拆除底模板。捣打成型的脱模时间可相应缩短一些。脱模时间受气候影响较大，通常是夏春季气温高，风大脱模时间短些，冬季则较长

26、一些。5养护磷酸盐耐火混凝土切忌用水和蒸汽养护。脱模后的制品强度是不稳定的。这时的磷酸盐以不稳定形态存在，遇潮时易吸收水分而潮解，使强度下降。所以对制品应进行自然养护或强制干燥。自然养护是在室温大于25，湿度小于75%的条件下放置3 天。6烘烤磷酸盐耐火混凝土是一种热硬性(或称火硬性材料，其硬化是取决于结合剂本身的物理化学过程，由磷酸的生成、聚合和陶瓷烧结等反应所决定。烘干温度的高低，不仅直接决定磷酸盐耐火混凝土的强度，而且对制品的体积稳定性也有很大影响。如果烘干温度较低，耐火混凝土中形成的是焦磷酸H4P2O7，属于吸湿性化合物。在存放期间，这些化合物从空气中吸附水分后还原成正磷酸，因而破坏粘

27、结性能，甚至使制品丧失强度或软化。这种现象一般称为潮解 。因此，选择适当的烘干温度和制度是制作工艺上十分重要的一环。按照通常的经验，这类制品需在350 450以上的温度下热处理后，其结构才能稳定。在较低温度 (150 )下长时间烘干(不少于 24h)，方可基本上消除这种潮解现象，得到强度较高的制品。但是，在烘干时要注意均匀升温，特别是对大型或形状复杂的制品。若升温过快，烘干后制品的表面容易开裂。六、钢纤维耐火混凝土的制作钢纤维耐火混凝土是一种新型筑炉材料，它是由耐火混凝土与短而细的不锈钢纤维组成。为增强材料的韧性， 往耐火混凝土中加入适量的不锈钢纤维，工程上将这种含有不锈锈纤维的耐火混凝土称为

28、钢纤维增强耐火混凝土，简称钢纤维耐火混凝土。钢纤维耐火混凝土具有一定的变形能力，抗张强度较高。主要用于热冲击作用频繁、剧烈的部位和摩擦、冲刷作用强烈的部位。但钢纤维耐火混凝土的使用温度受钢纤维临界氧化温度的限制，而且也不宜用于与强腐蚀性介质直接接触的部位。1钢纤维的牌号及选择不锈钢纤维的牌号很多，可以根据不同的使用温度、砌筑部位和炉内气氛进行选择。(1) 钢纤维的外形钢纤维的外形有多种，它们与耐火基材间的界面粘结性各异。其制造方法有冷拔、剪切、铣削和熔抽。目前，国内不定形耐火材料用钢纤维的截面主要为月牙形的熔钢抽丝钢纤维。其规格为：等效直径 0.45mm0.55mm 、长度 25mm、 30m

29、m、 35mm。(2) 钢纤维的选择选择钢纤维时必须注意下列事项：1) 根据使用条件选择钢纤维的材质和牌号，特别应考虑钢纤维的临界氧化温度和熔点范围。2) 钢纤维的长径比应适当，对单根状钢纤维，其长径比宜为5070。3) 表面光滑、平直的钢纤维，与耐火基材间的界面粘结性较差，故宜选择表面弯曲或截面弯曲9的钢纤维。4) 钢纤维的加入量应根据使用条件，通过试验确定，以不超4%为宜。2钢纤维的加入量当钢纤维的直径为 0.4mm0.5mm ，长为 25mm 时，在浇注料中的加入量为1%4% 。若钢纤维过长或加入量过多，则在浇注中不易分散，达不到最佳增强效果。若钢纤维过短或加入量过少。也起不到增强效果。

30、因此，钢纤维的长短与加入量要适宜。3搅拌钢纤维可在干混合料中进行搅拌，然后加水混拌均匀。但是，一般都先把混合料加水进行充分搅拌，然后再向浇注料中均匀地撒上钢纤维，再进行搅拌。这样做不仅使混合料能搅拌均匀，而且与钢纤维在干料中搅拌相比。要节省1/3 的搅拌时间。要使钢纤维均匀地分撤在浇注料中，钢纤维在加入浇注料前必须预先通过振动或筛分，进行均匀分撒。浇注料中加入钢纤维后会降低作业性，但不能再另加水进行补充，否则会对浇注料的最终强度不利。4成型成型时可用振动器在外部振动，也可用振动棒在内部振动，同样能获得致密的制品。成型后不能用木质工具精整表面，因为钢纤维会刺入工具而破坏制品的表面。钢纤维耐火混凝

31、土的养护、烘干，与普通耐火混凝土相同。钢纤维耐火混凝土与普通耐火混凝土相比，具有较高的抗拉强度和较好的抗热冲击性、抗机械磨损性，材料产生裂纹后仍能承载工作。它被应用于工业炉的易受冲刷、磨损、急冷急热频繁的部位，如加热炉的水冷管包扎和喷嘴砖周围、 辊底炉炉辊以及电弧炉电极的三角区等， 都取得了明显的效果，一般可提高使用寿命 23 倍。七、轻质耐火混凝土的制作轻质耐火混凝土又称隔热耐火浇注料，它是由耐火轻骨料、粉料、结合剂或另加外加剂等组成。目前常用的有蛭石轻质耐火混凝土、珍珠岩轻质耐火混凝土和氧化铝空心球轻质耐火混凝土等。1蛭石轻质耐火混凝土的制作(1) 搅拌蛭石轻质耐火混凝土通常采用机械或人工

32、搅拌。其搅拌方法有如下三种：1 )将膨胀蛭石和结合剂等材料干拌均匀，然后加水，再对拌合料充分搅拌。2) 将结合剂加水配成稀泥浆，再在稀泥浆中加入干的膨胀蛭石，并充分搅拌。3) 将膨胀蛙石浸水至饱和状态，再与结合剂混合，并搅拌均匀。上述三种方法以后两种较好。(2) 成型由于膨胀蛭石的体积密度小，成型时易浮于制品表面而造成分层，因此，成型时对振动时间必须加以控制。成型时一般采用厚木板拍实到表面返浆平整即可。其压缩率以25%35% 为宜。(3) 养护通常采用在一定温度下自然养护或在自然条件下放置48h，然后在 80 100温度下进行烘干养护。2珍珠岩轻质耐火混凝土的制作(1) 搅拌10先将规定用量的

33、骨料和结合剂混合均匀。再加水或溶液，并搅拌均匀，一般加水后需搅拌2min3min 。拌好后的浇注料，其颜色应一致。并以无结团现象为好。(2) 成型珍珠岩轻质耐火混凝土振捣成型时，不宜采用振动器，一般采用手工振捣。先用竹片或木片往复插入振捣，再用木板轻轻拍实。浇注料浇注完毕后，应在其表面收水时进行二次抹面，以防收缩时产生裂缝。(3) 养护浇注后 24h 内进行喷雾水养护，养护时间为7 天。3氧化铝空心球轻质耐火混凝土的制作(1) 搅拌搅拌方法基本与其他轻质耐火混凝土相同，但搅拌用水的温度宜控制在常温25以下。(2) 成型氧化铝空心球轻质耐火混凝土成型时，宜采用人工振捣方法。如用振动棒时应轻微振动

34、，并注意振动时间不能过长。(3) 养护采用喷雾方法进行养护，其养护期不少于3d。八、耐火混凝土预制块的砌筑与直接浇捣成型相比，使用预制块砌筑的方法目前应用得更为广泛。由于目前不少使用耐火混凝土砌筑的炉子是由原来的砖砌炉子改建的，同时也考虑到与耐火砖之间的互换性，因此，预制块的尺寸都与砌砖尺寸相适应。1预制块的砌筑耐火混凝土预制块制作完毕，在砌筑之前必须进行质量检查。耐火混凝土预制块的砌筑质量直接影响工业炉的使用效果，因此，砌筑预制块的一个基本要求是相邻两层间不得有通缝，上、下两层相邻缝之间的距离不宜小于预制块长度的30% ，如图 3 10 所示。直墙拐角处，应错砌。对于环形砌体，应注意起点的选

35、择和终点的处理。图 3 10上、下两层间相邻缝的最小距离砌筑预制块时，比较容易发生的问题是突起和错台。为了防止这种现象的发生，砌筑前应对预制块的尺寸公差进行全面检查，并按检查结果配层砌筑，即把尺寸相近的预制块，分层编号， 按号入座。还可以采用 干验砖 的措施，即在末抹泥浆前，将预制块就位检查，合适后再砌筑。这些措施对于保证砌筑质量都是行之有效的。2接缝方式接缝方式和灌浆孔的留设，对工业炉砌体的整体性具有重要的意义。因此，要处理好预制块的接缝，合理留设灌浆孔并浇注同材质的耐火混凝土。11(1) 水平缝如砌体分内、外两层时。应使其水平缝错开(见图 3 11a)；如只有一层时，可在上、下两层预制块的

36、外侧接缝处留槽。待组装后用砖堵严(见图 311b、e)。或将上、 下两层做成咬口形(见图 3 11C、d)。图 311预制块水平缝的接缝形式a) 错缝式b)、e) 填砖式c) 高低缝式d) 凸凹缝式(2) 炉顶缝为使炉顶预制块之间的缝隙严密，可在每个预制块宽度方向的两侧去掉一斜角(或方角 )，组装后在开口处灌以耐火混凝土或耐火泥浆(见图 3 12a、c)。或者填以耐火砖盖严(见图 3 12b)。最好不留槽，炉顶缝直接带耐火砖覆盖，并用泥浆堵严。图 312炉顶缝的接缝形式a)、c) V 型式b) 填砖式(3) 垂直缝在同一层炉墙预制块之间形成的垂直缝，可采取预留灌浆孔的办法予以密封。灌浆孔的形式

37、多为圆形或方形，如图3 13 所示。待预制块组装后，用同材质的耐火混凝土或耐火泥浆灌实。图 313炉墙垂直缝的灌浆孔形式a) 圆柱式b) 棱形式c) 矩形式砌筑耐火混凝土预制块时，必须注意下列事项：1) 耐火混凝土预制块的砌筑砖缝为5mm10mm 。2) 砌筑所用泥浆应与预制块的材质相同。3) 砌筑时应在底层预制块的上表面抹浆，然后再行吊放。吊砌时，还应在相应的侧面抹浆。4) 每吊砌完一层预制块后，在接缝孔内灌满耐火混凝土。5) 将吊环割去，打平或在其附近灌满泥浆。126) 吊砌拱顶时，应在拱脚两侧设法顶紧。7) 砌筑预制块时，如间隙太大，可用耐火混凝土现浇连接或用耐火砖塞砌。3膨胀缝的留设耐

38、火混凝土的热膨胀主要与骨料品种有关，它与同材质的耐火砖的热膨胀大致相同。用耐火砖砌筑的炉体，由于大量砖缝中的耐火泥可被压缩而补偿受热后的膨胀，所以总的伸长量较小。而用耐火混凝土预制块或现场浇捣的炉体，砌缝少或者无砌缝，因此，加热时炉体伸长量较大。如果没有适当的膨胀缝就会把炉衬挤弯、挤坏或使炉体两端钢结构变形。(1) 膨胀缝的留设留设膨胀缝时主要是选择膨胀缝的间距、宽度和形式。 对于预制块组装的炉体和现场浇捣的炉体，其膨胀缝间距应有所不同。用预块组装时，若炉体较短，预制块之间可不留膨胀缝，只需在炉体两端留适当缝隙即可；若炉体较长， 可根据炉体各段温度的情况，沿炉体长度方向每隔5m10m 设一道膨

39、胀缝，缝内用浸过粘土砂浆的石棉绳嵌填，以防在低、中温时向炉外冒烟、冒火。现场浇捣耐火混凝土，留设膨胀缝的间距和宽度，可参照表36选用，表中数据适用于常用粘土质和高铝质耐火混凝土。膨胀缝的形式如图314 所示 。表 36现场浇捣耐火混凝土膨胀缝的留设最高工作温度 /膨胀缝间距 /mm膨胀缝宽度 /mm800150020003580012001000150056 12001000150068图 314耐火混凝土膨胀缝的形式a)、 b)贯通式膨胀缝c)封闭式膨胀缝现场浇捣时，可在模板上安置板条、纤维板条、破纸板条和塑料波形板等，待加热后烧去。对于工作温度较高的耐火混凝土内衬，也可采用封闭式膨胀缝。如

40、图3 14C 所示，其缝深为内衬厚度的1/3 一 1/4，缝宽为3mm5mm 。对采用整跨拱顶预制块的炉子，组装时应使拱顶端部与拱脚梁或钢板之间，每边预留 30mm100mm 的间隙 (具体尺寸视炉子大小而定 )，以便在烘炉过程中向两侧膨胀。 待升温到使用温度后，再用耐火泥等物料填塞。防止冒火冒烟。对密封性要求较高的炉衬，或最高工作温度为600的预制块组装的炉衬，均可不留膨胀缝。(2) 膨胀缝的质量要求如前所述，膨胀缝的缝宽过大或过小都不好，所以应严格遵照设计要求留设，其允许误差一般是12 mm，对熔炼炉要求更严些。为了保证缝宽的准确，施工中应该用卡板来控制，即按需要宽度做出木板条，砌砖时卡在

41、缝内，砌完后将板条抽出。也有用玻璃布胶板作卡板的，因为它坚韧光滑，可以叠合，容易抽出，使用很方便。也可用铁片来控制膨胀缝。施工时可按需要来选择。对耐火混凝土膨胀缝的质量要求如下：131)现场浇捣成型的各类耐火混凝土， 均应按设计与图样的规定留设膨胀缝，其宽度误差为3mm。02)水平膨胀缝的水平度误差，每米长内不大于2.5mm，全长不大于 15mm。3)垂直膨胀缝的垂直度误差，每米高度内不大于1.5mm，全高不大于 15mm。4) 膨胀缝内必须保持清洁。缝内不得有泥浆、碎砖和其他杂物。5) 膨胀缝内的填料必须填充密实，不得出现松动现象。防止渗漏。6) 膨胀缝内的填料不得凸出于混凝土的表面，应保持

42、与混凝土浇捣体表面平齐或略低于表面。4砌筑用泥浆为了保证砌缝严密和符合设计要求的宽度。选用合适的泥浆组成和稠度也是十分重要的。砌筑所用的泥浆，原则上应与砌体材质相同。九、耐火混凝土的修补1裂缝的修补炉衬出现细小裂纹，可不修补。但出现粗大裂缝时，应察看裂缝的位置，分析一下对炉衬寿命有否影响，能不能形成大的剥落。凡在重要的部位。必须进行修补。修补时，先用水加以润湿。一般在粗大缝内填塞同质的耐火混凝土，拍打平整。如能将缝凿成V形再行修补，则其效果更好。如果在炉衬出现一条大缝，可在缝的两个端头凿出两个稍大的圆孔，再行堵塞，这样可以防止裂缝的进一步蔓延扩大。2剥落的修补修补前，应先将剥落处清理干净，洒一

43、些水，然后将配制好的同质耐火混凝土补上。修补时要仔细打紧抹光。修补后要注意烘炉，时间为12h 左右，随后即可投入使用。第二节耐火可塑料的施工耐火可塑料是由具有合理粒度的耐火骨料、粉料和可塑性粘土以及结合剂。增塑剂、水等经充分混炼后制得的， 并在较长时间内保持较高可塑性的一种不定形耐火材料。它通常以具有可塑性的软坯状或不规则的料团形式供货。施工时，采用捣打、振动等方式构筑内衬。一、耐火可塑料的分类与性能1耐火可塑料的特性耐火可塑料具有高温强度高和热震稳定性好等特点，使用时耐剥落性强。 耐火可塑料的特性如下：(1) 塑性耐火可塑料的塑性主要取决于可塑性粘土的塑性及其用量以及加水量。可塑性粘土的加入

44、量一般为 10%25% ，加水量一般为 5%10% 。(2) 硬化和强度耐火可塑料常温硬化缓慢，强度较低，在加热过程中逐渐硬化并获得足够强度。为了提高其常温硬化强度， 往往加入其他结合剂，如水玻璃等。 为了提高其高温强度或改善其加热过程中的硬化性质，也加入磷酸、磷酸铝、硫酸铝等结合剂。为了提高其韧性，有时还加入适量的不锈钢纤维。耐火可塑料在长期贮存中。随着其内部发生化学反应，其可塑性逐渐降低，因此，还需加入适当的缓凝剂。(3) 加热收缩14耐火可塑料中含有较多的粘土和水分时，加热收缩增大。烘炉和加热过程中易产生裂缝。因此，往往加入一些膨胀剂，如加入15% 20% 蓝晶石细粉。此外，加入适量的瘠

45、性微粉(小于 1 )，Al 2O3 、ZrO 2?SiO 2 和 SiO2 微粉代替部分结合粘土，可有效地减少干燥收缩。(4) 热震稳定性与同质的耐火制品和其他不定形材料相比，耐火可塑料的热震稳定性好，适用于温度波动较大的部位。2耐火可塑料的分类粘土质和高铝质耐火可塑料按强度和耐火度分为A 、 B 两类，见表3 7。表 37粘土质和高铝质耐火可塑料的分类(GB4758?1 84)类别A类B类牌号SG1SG2SG3SG4SG5SG6SD1SD2SD3SD4SD5SD6二、耐火可塑料的施工耐火可塑料的施工工序一般分为：安装模板或锚固件、捣打、修整、养护与烘炉。1模板的支设炉墙可塑料可分为支模和不支

46、模捣打两种方法。但为了保证捣打充分，提高密实度和减少修整量，以支模捣打为好。炉墙施工一般采用钢模板，通常制备三段模板进行循环安装。如图315 所示。图 315 炉墙模板的支设1 一墙厚控制立柱； 2 一模板； 3 一支模用螺杆； 4 一炉壳； 5 一墙厚控制顶木； 6 一焊于炉壳的螺母； 7锚固座； 8 一锚固砖； 9 一耐火可塑料图 316炉顶模板的支设1 一吊杆； 2 一支承管； 3吊顶方木； 4 一模板； 5 一木模砖； 6 一吊梁15炉顶模板宜采用吊模方法，如图3 16 所示。安装吊模时，要使炉顶锚固砖与模板间留有一定间隙(10mm) 。如果炉顶锚固砖坐落在模板上，将使吊挂装置松弛，形

47、成各锚固砖受力不一，会严重影响炉顶可塑料的质量。2锚固件的安装施工前应根据设计规定在炉墙和炉顶安装锚固件。炉墙锚固件一般由异型砖和焊接在炉壳上的金属件连接组成，如图 3 17 所示。 炉墙锚固砖应在可塑料捣打至其底面水平处予以固定，并与金属件连接的螺杆拧紧。图 3 17炉墙锚固件炉顶锚固件是由异型砖与金属挂件组成。它们相连后，吊挂于钢梁上，如图3 18 所示。炉顶锚固砖的安装， 应在可塑料铺排与捣打至相应位置后进行。安装前，先将木模砖打入己捣实的可塑料中。以形成与砖面相同的凹凸面，再：将锚固砖嵌入和固定。此时，还应注意锚固砖与可塑料的紧密咬合。图 3 18炉顶锚固件16图 319锚固件的正确支

48、设a) 炉墙锚固装置b) 炉顶锚固装置1锚固件； 2 一炉壳； 3可塑料； 4 一挂砖钩安装锚固件时最重要的是与金属炉壳可靠地连接，以及与可塑料可靠地咬合(见图319)。锚固件与金属炉壳连接不好时，运转中炉墙就可能张出和倒塌。而锚固件与可塑料咬合不充分时，火焰就可能在锚固件周围回窜，甚至烧坏锚固螺杆。损坏炉衬，从而降低炉子寿命。3捣打可塑料料坯的铺排应错缝靠紧，并应逐层进行捣打，即在第一层料坯全部捣打完后方可铺排第二层。料坯的厚度，应根据风动锤的能力而定，一般每层不超过100mm 。捣打时，操作者应紧握锤身，以锤头与锤头重叠2/3。行与行重叠1/2 的方法向前移动，往复捣打 3 4 遍。如遇施

49、工间隙时，应用塑料布将捣固体覆盖。捣打方向应垂直于施工面，即垂直墙应垂直捣打，炉顶为水平方向捣打，这样可以减少砌体的分层剥落现象，如图3 20 所示。图 320耐火可塑料炉衬的打结方法a) 炉顶的捣打b) 炉墙的捣打1 一打成的砌体；2 一砌体受热面；3 一锚固砖； 4 一模板； 5 一可塑料料坯；6 一隔热层； 7吊挂； 8 一吊挂梁捣打层要均匀密实，捣打面应平整。料坯与料坯之间应充分打结。使结合面消失，否则可能产生料坯之间的滑移现象。使砌体失去整体性和密封性。捣打中断较长时，接缝应留在同一排锚固砖的中心线处。当继续捣打时，应将其表面耙毛。气温较高，捣固体干燥太快时，其表面应喷雾状水润湿。捣

50、打完的炉墙厚度一般比设计尺寸稍大(支模时大6mm8mm ；不支模时大20mm 左右 )，以便施工后进行修整。修整时，用切削工具按设计尺寸削去表面多余部分，使内部气孔外露。可塑料的膨胀缝应按设计规定留设。炉墙膨胀缝留成纵向直通缝，缝内夹入厚度2mm 的塑料波形板，以防其他胀缝材料吸水，而影响可塑料砌体的质量。波形板两侧要求同时均匀地捣打。使其膨胀缝基本形成直线。留设拐角处膨胀缝时，可在膨胀缝位置上固定木样板，再从两个不同方位的炉墙17同时捣打，完毕后抽去木板，缝内填以耐火纤维，如图3 21 所示。图 321炉墙拐角处膨胀缝的设置1 一耐火粘土砖； 2 一膨胀缝； 3塑料； 4 一隔热层4修整可塑

51、料捣打完毕并将模板拆除后，应在料体表面上及时进行修整。修整的作用旨在削去料体的致密层，以形成表面气孔，有利炉衬烘烤时气体的排出，避免产生裂纹。修整前，锚固砖或吊挂砖端面周围的可塑料应用木锤轻轻地敲打，使咬合紧密。修整工作是以锚固砖端面为基准：削除多余部分，末削除的表面则应进行拉毛处理。在修整后的可塑料炉墙末硬化前，应于受热面上开设直径为4mm 6mm 的通气孔，其间距宜为150mm230mm ，位置宜开设在两块锚固砖中间，深度约为捣固体厚度的1/22/3 。可塑料内衬受热面的膨胀线，应按设计位置切割，宽宜为5mm，深宜为50mm80mm 。5烘烤修整后的可塑料炉衬，如不能及时烘烤，应用塑料布覆

52、盖养护，养护期间在塑料布内表面形成细小水珠，则视为正常现象。烘炉前，可塑料内衬裂缝宽度大于下列尺寸时应进行挖补：喷嘴、各孔洞处3mm；高温或承重大的部位5mm；其他部位12mm。裂缝处应挖成里大外小的楔形口，洒雾状水润湿，用可塑料仔细填实。裂缝宽度小于上述尺寸可不进行挖补，此时可采取就缝充填的方法，即在裂缝处喷水润湿后，用木锤轻敲，使裂缝闭合，或填充泥浆、可塑料、耐火纤维等。施工结束后应尽快烘炉，烘炉前要检查炉衬是否变干，如变干要浇水养护，使水分渗透到炉衬内部，将通气孔沟通，然后再点火烘炉。烘炉时，在低温(600以下 )阶段要缓慢进行。总烘炉时间应比耐火混凝土的长些。三、炉顶可塑料的施工炉顶可塑料可分段进行捣打。捣打时，由操作者持风动锤以水平方向进行。由于没有风动锤自重的冲击力，而显得费力，因此，施工时应特别注意均匀捣打，以确保料坯间的紧密结合。模板与吊挂砖之间应留有6mm10mm 的间隙。间隙过大，不但修整困难，而且容易产生分层与剥落；间隙过小或无间隙，吊挂砖坐在模板上，使吊挂砖松弛，受力不均。吊挂砖挂上钩子安装就位后，砖与梁之间一定要用木楔楔紧。否则，在捣打时可塑料会挤入吊挂砖下