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，施工耗費時間長。還有在金屬外殼內(nèi)面張貼隔熱陶瓷纖維材時，其接觸火焰，表面易損傷剝落。對此，國外一窯業(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)面先鋪設陶瓷纖維隔熱層，再設置帶陶瓷涂層的金屬網(wǎng)。由螺栓穿過陶瓷纖維隔熱層，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，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。不過，陶瓷纖維表面接觸高速熱氣流時，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，進行防護處理。為了牢固安裝金屬網(wǎng)，由螺栓穿過陶瓷纖維隔熱層，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、鋪設在金屬板面的陶瓷纖維隔熱材和設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、螺母和保護螺栓表面的陶瓷質(zhì)護罩。實例中，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，摻20%的水，再添加適量的硅酸鈉和有機粘結(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，最好還使用陶瓷護罩，以保護螺帽。

經(jīng)該實例施工的耐火窯壁試驗表明，在900℃~960℃窯溫下操作時，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。