王俊 張大飛

摘要：介紹了使用低水泥澆注料澆注的加熱爐的烘爐特點及低水泥澆注料的干燥特性，制定了168小時快速烘爐的烘爐曲線。

關鍵詞：低水泥澆注料；干燥特性；快速烘爐；

LOW CEMENT REFRACTORY CONCRETE FURNASE’S FAST DRYING

Wang Jun, Zhang Da-fei

(Nanjing Xingchen Regenerative Reheating Furnaces Engineering Co., LTD  )

Abstract: It is introduced that the drying characteristic of furnace that use low cement refractory concrete and drying properties of low cement refractory concrete, work out a fast roast curve that in 168 hours.

Key words: low cement refractory concrete; drying characteristic; fast roast furnace;

1、引言

由我公司承建了徐州某鋼廠的140t/h推鋼蓄熱式加熱爐，應鋼廠整體生產計劃要求，要求加熱爐在168小時內烘爐完畢，投入生產。

該加熱爐的爐墻、爐頂及蓄熱箱均采用磷酸鹽低水泥澆注料整體澆注而成，建成后已經自然干燥了7天以上。若要在168小時內完成烘爐的話，需要對低水泥澆注料的干燥特性進行詳盡透徹的分析方能實際操作，盲目蠻干的話將可能給該鋼廠及我公司帶來巨大的經濟損失。

2、低水泥澆注料的烘爐特點

加熱爐的烘爐過程主要是耐火爐襯中水分的析出過程及澆注料本身的高溫燒結過程。水分是不斷的從耐火澆注料澆注的爐墻、爐頂中沿梯度析出，其實質就是水在澆注料表面受熱汽化，內部水分不斷向澆注料表面補充再蒸發的過程。澆注料是經過澆注、振搗施工，其透氣性很差，若蒸發速度過快，內部水分不能及時逸出，使澆注料內部的張力增大，一旦張力超過尚未燒結的澆注料的抗壓強度，就會使爐墻、爐頂的澆注料爆裂或剝落。

因此想要以低水泥澆注料為主要耐火爐襯的加熱爐實現快速烘爐就是要找到合理的升溫速度，使水分析出的速度最大化，同時保證澆注料內部的張力小于其當時的抗壓強度，才能保證加熱爐的快速安全的烘爐。

3、低水泥澆注料的干燥特性

低水泥澆注料中的水分為兩個部分，分別是澆注施工時摻入的水分和澆注料水泥石水化合物、骨料的結合水。

3.1 施工時摻入水分的干燥

我們使用的低水泥澆注料的水分摻入比為9.5%，其失水過程和失水比重分別如圖1、圖2。由圖1看出澆注料急劇失水溫度分為三個階段，分別為20~200°C、280~330°C以及480~550°C。由圖2看出600°C以前大約有90%的水分失掉，因此600°C以前是烘爐干燥的重點，而三個急劇失水溫度段更是重中之重。

圖1 澆注料急劇失水三階段

圖2 失水重百分率

3.2 結合水的干燥

   （1）低水泥澆注料中使用的是鋁酸鈣水泥，澆注料水泥的石水化合物主要是CAH₁₀、AH₃、C₂、AH₈、C₃AH₆。當溫度達到一定的時候時這些化合物就會分解放出H離子，與O₂結合生成水，其脫水反應情況為：

150°C以下           CAH₁₀→CAH₇+3H

CAH7→CA+7H

3CAH10→CAH6+2AH3+18H

290~330°C         7C₃AH6→C₁₂A₇+9C+42H

500°C左右             AH→γ-A+H

   （2）骨料為高鋁質原料，當達到一定的溫度時，其結合水也要分解脫出，脫水反應為：

450~550°C     α-AL₂O₃·H₂O→α-AL₂O₃+ H₂O

250~300°C       AL₂O₃·H₂O→γ-AL₂O₃+ H₂O

900~1200°C       γ-AL₂O₃→α-AL₂O₃+ H₂O

1150~1250°C  3(AL₂O₃·SiO₂·2H₂O)→3 AL₂O₃·2SiO₂+6 H₂O

由以上的脫水反應方程式看出，水泥中的石水化合物和骨料中的結合水的脫水溫度與澆注料急劇失水階段一致。

4、結論

根據以上分析，我們制定了本次快速烘爐的烘爐曲線如圖3所示，

圖3 烘爐曲線

根據上面的烘爐曲線，我們沒有在爐體上打排氣孔，爐墻、爐頂也沒有出現爆裂和剝落，圓滿的完成了此次快速烘爐的任務。由于烘爐時間的縮短，符合了廠內的整體生產計劃要求，深受公司領導及廠內技術人員的歡迎。