一種提高隧道窯耐火窯壁耐久性的施工方法

隧道窯普遍是在窯體外殼金屬板內(nèi)面鋪貼耐火隔熱磚或澆注不定形耐火材料，但這樣的耐火窯壁質(zhì)量重，材料不便于搬運(yùn)，施工耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)。還有在金屬外殼內(nèi)面張貼隔熱陶瓷纖維材時(shí)，其接觸火焰，表面易損傷剝落。對(duì)此，國(guó)外一窯業(yè)公司推出一種隔熱性和耐久性高的隧道窯窯壁施工法。

該窯壁施工法是在窯殼體金屬網(wǎng)內(nèi)面先鋪設(shè)陶瓷纖維隔熱層，再設(shè)置帶陶瓷涂層的金屬網(wǎng)。由螺栓穿過(guò)陶瓷纖維隔熱層，將金屬網(wǎng)固定在金屬殼體上。所用陶瓷纖維是用硅鋁原料于電爐中熔融，經(jīng)高速壓縮空氣纖維化而成。該纖維經(jīng)受1000℃~1500℃高溫，具有良好的耐熱性和隔熱性。

此外，纖維長(zhǎng)，扭合交織，急冷急熱下也保持穩(wěn)定，而且具有輕質(zhì)、比熱低、蓄熱量小的優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)，陶瓷纖維表面接觸高速熱氣流時(shí)，其部分纖維剝落而損耗，隔熱性降低。因此，在陶瓷纖維隔熱層露出面設(shè)置陶瓷涂層金屬網(wǎng)，防止陶瓷纖維損傷。金屬網(wǎng)材質(zhì)為碳素鋼、不銹鋼等耐熱金屬。為了防止火焰穿過(guò)和固體異物沖擊而引起的損傷，網(wǎng)眼大小以5mm~20mm為宜。金屬網(wǎng)可使用網(wǎng)眼不銹鋼板網(wǎng)。為防止金屬氧化腐蝕和提高耐熱性，有效方法是在金屬網(wǎng)表面涂覆陶瓷涂劑，進(jìn)行防護(hù)處理。為了牢固安裝金屬網(wǎng)，由螺栓穿過(guò)陶瓷纖維隔熱層，將網(wǎng)固定在金屬殼體上。按此方法施工的窯壁內(nèi)襯，一是以陶瓷纖維隔熱層為主體，輕質(zhì)、隔熱性好、也便于施工;二是纖維層露出面設(shè)有陶瓷涂層金屬網(wǎng)，能阻止與火焰接觸而引起的剝落;三是因涂有陶瓷材質(zhì)，金屬網(wǎng)自身耐熱性提高，從而提高窯壁耐久性。

窯壁施工所用材料有窯殼體用金屬板、用于直角焊接在金屬板內(nèi)面的螺栓、鋪設(shè)在金屬板面的陶瓷纖維隔熱材和設(shè)置在陶瓷纖維層上的陶瓷涂層金屬網(wǎng)。所用材料由螺栓固定在殼體金屬板上。此外還有墊圈、螺母和保護(hù)螺栓表面的陶瓷質(zhì)護(hù)罩。實(shí)例中，窯外殼金屬板使用厚度為2.3mm的碳素鋼板，螺栓為耐熱不銹鋼。螺栓螺距300mm~400mm即可。

陶瓷纖維隔熱層使用硅鋁質(zhì)纖維，在施工狀態(tài)下其厚度為39mm。陶瓷纖維層密度為0.1g/cm³~0.13g/cm³，與不定形耐火材料的1.75g/cm³~1.90g/cm³相比，低1/10。隨陶瓷纖維隔熱層厚度增厚，窯外殼金屬板表面溫度隨之降低。由于陶瓷纖維隔熱層輕質(zhì)，耐火隔熱壁整體質(zhì)量減輕，也便于施工。所用陶瓷涂層金屬網(wǎng)為不銹鋼材質(zhì)、尺寸1.2mm×7mm×14mm的網(wǎng)眼鋼板網(wǎng)，是在板表面涂覆硅鋁質(zhì)陶瓷涂材而成。

涂覆陶瓷材的方法是取30%~35%、15%~20%，其余為黏土，以固體總量計(jì)，摻20%的水，再添加適量的硅酸鈉和有機(jī)粘結(jié)劑，拌成涂劑，涂以網(wǎng)眼鋼板表面，干燥，600℃~700℃下烘烤，形成2mm~3mm厚的陶瓷涂層即可。金屬網(wǎng)眼度以孔能隔絕火焰，防阻止高速熱流，保護(hù)內(nèi)部陶瓷纖維隔熱層為好。螺帽最好同樣使用陶瓷涂層的金屬質(zhì)或陶瓷質(zhì)的。此外，最好還使用陶瓷護(hù)罩，以保護(hù)螺帽。

經(jīng)該實(shí)例施工的耐火窯壁試驗(yàn)表明，在900℃~960℃窯溫下操作時(shí)，窯外殼金屬板溫度為80℃~85℃，每天燒6h，使用六年后，窯壁幾乎未損傷。