可塑膠

可塑膠

不定型耐火材料的一種,由70%~80%粒狀和粉狀物料加10%~25%的可塑性黏土等結合劑及適量增塑劑配製而成的耐火材料

基本介紹

  • 中文名:可塑膠
  • 外文名:plastic refractory
  • 屬於不定型耐火材料的一種
  • 主要用於鋼鐵工業中的各種加熱爐
  • 特點:耐熱震性較好,易施工
  • 學科:土木工程
概念,工作性質,硬化與強度,可塑膠的抗熱震性,配製和使用,施工,

概念

可塑耐火物是由粒狀和粉狀物料與可塑黏土等結合劑和增塑劑配合後,再加入少量水分,經充分混煉所組成的一種呈硬泥膏狀並在較長時間內保持較高可塑性的不定型耐火材料。
可塑耐火物的主要組分是粒狀和粉狀料,占總量的70%~85%。它可由各種材質的耐火原料製成,並常依材質對其進行分類與命名。由於這種不定型耐火材料主要用於不直接與熔融物接觸的各種加熱爐中,一般多採用黏土熟料和高鋁質熟料,製備輕質可塑膠通常採用輕質粒狀料。
可塑性黏土是可塑膠的重要組分,它只占可塑膠總重的10%~25%,但對可塑膠和其硬化體的結合強度、可塑膠的可塑性、可塑膠和其硬化體的體積穩定性和耐火性都有很大的影響。在一定意義上,可認為黏土的性質和數量控制著可塑膠的性質。

工作性質

一般要求可塑膠應具有較高的可塑性,而且經長時間儲存後,仍具有一定的可塑性。
耐火材料的可塑性與黏土特性、黏土用量以及水分的數量有關,其主要取決於水分的數量,它隨水量的增多而提高。但水量過高會帶來不利的影響,一般以5%~10%為宜。
為了儘量控制可塑膠中的黏土用量和減少用水量,可外加增塑劑,其增塑作用主要有:使黏土顆粒的吸濕性提高;使黏土微粒分散並被水膜包裹;使黏土中腐殖物分散並使黏土顆粒溶膠化;使黏土一水系統中的黏土微粒間的靜電斥力增高;穩定溶膠;將阻礙溶膠化的離子作為不溶性的鹽排除於系統之外等。可作為增塑劑的材料很多,如紙漿廢液、環烷酸、木素磺酸鹽、木素磷酸鹽、木素鉻酸鹽以及其他無機和有機的膠體保護劑等。
欲使可塑膠的可塑性在其保存期內無顯著降低,不能採用水硬性結合劑。

硬化與強度

為了改進以軟質黏土做結合劑的可塑膠在施工後硬化緩慢和常溫強度很低等缺點,往往另外加入適量的氣硬性和熱硬性結合劑,其聚合物。
可塑膠中無化學結合劑者稱為普通可塑膠。此種可塑膠在未燒結前強度很低,但隨溫度升高,水分逸出,強度提高。經高溫燒結後,冷態強度增大。但高溫下熱態強度隨溫度上升而降低。
加有矽酸鈉的可塑膠在施工後的強度隨溫度升高而增長較快,在施工後可較快地拆模。但是,在乾燥過程中,這種結合劑可能向構築物或製品的表面遷移,阻止水分的順利排除,引起表皮產生應力和變形。另外,施工後的可塑膠碎屑也不宜再用,含有此種結合劑的可塑膠宜用於建造工期較長的大型窯爐和用於爐頂等處。
磷酸鋁是可塑膠中使用最廣泛的一種熱硬性結合劑,施工後經乾燥和烘烤可獲得很高的強度。

可塑膠的抗熱震性

與相同材質的燒結耐火製品和其他不定型耐火材料相比,可塑性耐火材料的抗熱震性較好,主要原因有以下幾方面:由矽酸鋁質耐火原料作為粒狀和粉狀料的可塑膠,在加熱過程中或在高溫下使用時不會產生由於晶型轉化而引起的嚴重變形;在加熱面附近的礦物組成為莫來石和方石英的微細的結晶,玻璃體較少,沿加熱面向低溫側過渡,可塑膠的結構和物相是遞變而非激變;可塑膠具有均勻的多孔結構,膨脹係數和彈性模量一般都較低等。

配製和使用

可塑膠的配製過程為:配料→混煉、脫氣並擠捱成條→經切割或再擠壓成塊、餅或其他需要的形狀→密封儲存→供應使用。有的也採用其他密實化手段,如經震實、壓實等製成料塊。
可塑膠在施工時不需要特別的技術,當用以製成爐襯時,將可塑膠由密封容器中取出,鋪在吊掛磚或掛鈎之問,用木槌或氣錘分層(每層厚50~70mm)搗實即可。在尚未硬化前,可進行表面加工。為便於使其中水分排出,每隔一定間隔打通氣孑L。最後根據設計留設脹縮縫。若用以制整體爐蓋,可先在底模上施工,經乾燥後再吊裝。
可塑膠主要用於各種加熱爐、均熱爐、退火爐、滲碳爐、熱風爐、燒結爐等,也可用於小型電弧爐的爐蓋、高溫爐的燒嘴以及其他相似的部位。其使用溫度主要依所用粒狀和粉狀料的品質而異:普通黏土質可塑膠用於1300~1400℃;優質可塑膠用於1400~1500℃;高鋁質可塑膠用於1600~1700℃,甚至更高溫度下;鉻質可塑膠用於1500~1600℃。

施工

(1)錨固裝置的安裝固定。施工前應根據設計規定在爐牆和爐頂安裝錨固裝置。
爐牆錨固裝置一般由異型耐火磚和焊接在爐殼上的金屬件連線組成。
爐牆錨固磚應在可塑膠搗打至其底面水平處予以固定,並與金屬件連線的螺栓擰緊。
爐頂錨固裝置是由異型耐火磚與金屬掛件組成。它們相連後,吊掛於鋼樑上。
爐頂錨固磚安裝應在可塑膠鋪排與搗打至相應位置後進行。安裝前,先將木模磚打入已搗實的可塑膠體中,以形成與磚面相同的凹凸面,再將錨固磚嵌入和固定。此時,還應注意錨固磚與可塑膠體緊密咬合。
(2)可塑膠的鋪排與搗打。可塑膠坯鋪排應錯縫靠緊,並應逐層進行搗打,即在第一層料坯全部搗打完畢後方可鋪排第二層。其搗打方向應垂直於施工面。如採用散狀可塑膠時,每層鋪料厚度不應超過100mm。
當採用風動搗固機進行搗打時,操作者應緊握錘身,以錘頭與錘頭重疊2/3、行與行重疊1/2的方式向前移動,往復搗打3~4遍。如遇施工間隙時,套用塑膠薄膜布將搗固體覆蓋。
搗打中斷較長時,接縫應留在同一排錨固磚的中心線處。當繼續搗打時,應將其表面刮毛。
搗打完的爐牆厚度一般比設計尺寸稍大(支模時大6~8mm;不支模時大20mm左右),以便施工後進行修整。修整時,用切削工具按設計尺寸削去表面多餘部分,使內部氣孔外露。
可塑膠的膨脹縫應按設計規定留設。爐牆膨脹縫留成縱向直通縫,縫內夾人厚度2mm的聚氯乙烯波形板。波形板兩側要求同時均勻地搗打,使其膨脹縫基本形成直線。留設拐角處膨脹縫時,可在膨脹縫位置上固定木樣板,再從兩個不同方位的爐牆同時搗打,完畢後,抽去木板,縫內填以耐火纖維。
爐頂可塑膠搗打一般可分段同時進行。斜坡爐頂應從下部轉折處(施工縫)開始。搗打時,由操作者持搗固機以水平方向地進行。由於沒有搗錘自重衝擊力而顯得費力,因此,施工時,應特別要注意均勻搗打,以確保料坯間的緊密結合。爐頂合門處一般留成漏斗形空擋,然後仔細搗打。

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