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工業(yè)爐耐火材料爐襯砌體的膨脹結(jié)構(gòu)留設(shè)原則

發(fā)布時間：2022-04-01 發(fā)布人：超級管理員

構(gòu)成工業(yè)爐爐襯的耐火材料襯體，在高溫條件作用下，一般都會不同程序地產(chǎn)生膨脹。同時襯體內(nèi)部由于溫度變化和溫度梯度的存在耐產(chǎn)生熱應(yīng)力，導(dǎo)致襯體發(fā)生龜裂和剝落等現(xiàn)象。為了減少和消除這種膨脹和溫度應(yīng)力，通常在襯體內(nèi)設(shè)置一定的膨脹余量構(gòu)成膨脹結(jié)構(gòu)，即習(xí)慣所稱的膨脹縫及其周圍結(jié)構(gòu)，來釋放襯體在熱膨脹受抑制時產(chǎn)生的應(yīng)力。

(1)膨脹縫的留設(shè)思想

膨脹縫的留設(shè)方法有多種.但基本的思想是：根據(jù)實際村體用耐火材料的熱膨脹性能，同時充分考慮到膨脹縫的留設(shè)不會導(dǎo)致襯體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的降低。

　　在通常情況下，膨脹縫的留設(shè)尺寸是以襯件主要高溫側(cè)材料的實際熱膨脹率和工業(yè)爐的設(shè)計溫度為基礎(chǔ)進(jìn)行計算得出的。但即使是實測的耐火材料熱膨脹率，由于實驗條件和實際應(yīng)用環(huán)境存在著有無荷載等方面的差異，以及磚縫耐火泥漿的作用，因此，實際膨脹縫留設(shè)的尺寸通常是按襯體材料最大膨脹量的60%左右取值的。

(2)膨脹縫的主要形式

　　在一般工業(yè)爐襯體結(jié)構(gòu)中，設(shè)計的膨脹縫有直線形、折線形，交錯形和斜切形等，但無論何種形式，膨脹縫留設(shè)的基礎(chǔ)應(yīng)按照上述1的要求。另外，在具體設(shè)計時，應(yīng)防止由于膨脹縫的存在，導(dǎo)致爐內(nèi)高溫氣體直沖爐體鋼結(jié)構(gòu)或保溫材料。下面介紹幾種代表性耐火材料膨脹縫的留設(shè)方式。

　　耐火磚砌體：在耐火磚砌體結(jié)構(gòu)中，膨脹縫的留設(shè)要有直線形、折線形和端部集中留設(shè)等形式。一般來講.對于相對移動量小、爐膛溫度和爐壓不高的耐火磚墻體.多采用直線形膨脹縫。否則，宜用折線形膨脹縫。對于一些結(jié)構(gòu)尺寸和爐膛跨度較小，總計算膨脹量不大的耐火磚墻體，也可采用端部集中留設(shè)膨脹縫的結(jié)構(gòu)。

　　澆注料襯體：在澆注料襯體內(nèi)留設(shè)膨脹縫，必須充分考慮到澆注料在烘烤和使用整個過程中襯體體積的變化。對于施工體積小、膨脹總量小的襯體可不設(shè)膨脹縫。

　　在澆注料襯體中留設(shè)的膨脹縫主要有直線形或波浪形和折線形兩種。

　　在直線形膨脹縫結(jié)構(gòu)中，為了防止?fàn)t內(nèi)高溫氣體直接沖擊工作爐村背部的保溫材料或鋼結(jié)構(gòu)，一般在膨脹縫長度的低溫端加一塊耐火磚，俗稱“蓋磚”。

　　澆注料襯體膨脹縫的留設(shè)一般采用兩種方法：一種是直接留設(shè)，即在澆注料施工前，把具有一定強(qiáng)度的膨脹縫材料留設(shè)在澆注模板內(nèi)的固定部位。如折線形(或波浪形);另一種方法是在澆注料砌體施工完成后，根據(jù)設(shè)計尺寸，在襯體上機(jī)械切割成縫，然后填入膨脹充填材料，這種方法多用于直線形膨脹縫。

　　可塑(搗打)料襯體：可塑(搗打)料襯體的膨脹縫結(jié)構(gòu)和留設(shè)方法同澆注料襯體結(jié)構(gòu)。有時，也有在可塑料襯體施工完成后，用扁鑿進(jìn)行人工鑿縫形成結(jié)構(gòu)縫。　　

(3)膨脹縫留設(shè)的基本尺寸

　　膨脹縫基本尺寸的確定是非常困難的，但同時它又是工業(yè)爐襯中非常關(guān)鍵的尺寸。如前文所述，不同的材料、不同的環(huán)境溫度要求設(shè)計不同的膨脹余量。膨脹余量設(shè)計不當(dāng)，還會造成結(jié)構(gòu)破損、氣體或物料外漏、環(huán)境劣化，甚至導(dǎo)致事故的發(fā)生。因此，膨脹縫尺寸的確定必須經(jīng)過嚴(yán)格的計算，包括做必要的材料高溫膨脹性能試驗檢測。

　　介紹幾種代表性耐火材料的膨脹縫和不同溫度條件下每米耐火磚砌體膨脹縫尺寸經(jīng)驗值：