磷酸鹽耐火材料(分磷酸鹽耐火磚和磷酸鹽結合澆注料兩種)其性能是耐磨、耐沖刷,且高溫熱震性能好,有抗H2、CO、CO2、H2O和H2S等氣體的侵蝕,因此在工業爐上越來越得到廣泛的應用,然而對磷酸鹽系列的耐火材料的烘爐卻成為很多使用廠家的要害,所以我們今天分析磷酸鹽系列耐火材料使用后的烘爐。
不論是磷酸鹽耐火磚砌筑還是使用磷酸鹽澆注料整體澆筑,烘爐時候最先出現裂紋的部位往往會在爐子的錐體和圓筒連接處,有些裂紋向上、或下延伸貫穿整個爐墻。這個是通病。究其原因經過分析主要是未按照實際砌筑情況制定相對應的烘爐曲線,所以需要分析砌體的實際情況正確制訂烘爐曲線。
磷酸鹽耐火磚磚砌筑的爐襯升、降溫速度,升溫速度要小于20℃/h,降溫速度也要小于25℃/h,因耐火制品及泥漿受熱過快(或急冷過快)時將產生復雜的多向應力,容易造成開裂,故升(降)溫不能過快。對以下溫度對應的效果進行制定分析。
第一階段:150℃恒溫
因耐火磚在存放、運輸過程中容易受潮(特別是地處南方,春、夏更容易受潮)以及砌筑切割磚時,耐火磚難免與水接觸,故耐火磚存有大量的游離水。這些游離水在110~120℃幾乎全部蒸發掉。要使磷酸鹽耐火磚外側(非向火面)溫度達到110~120℃,爐膛溫度要在150℃以上,故第一恒溫段溫度定為150℃。又因磷酸鹽泥漿在150℃時產生化學反應放出較多的水(反應式:3AL2O3+18H3PO4→6AI(H2PO4)3+9H2O),恒溫時間由耐火層最厚處決定(耐火層厚度為耐火磚+耐火澆注料厚度),升溫速度一般為4~5h/25mm。該爐錐體和圓筒連接處約300mm,故150℃恒溫時間定為48h(若養護時間超過7天且在干燥的秋季)施工,此恒溫時間可減少8h。
第二階段:350℃恒溫
磷酸鹽泥漿在250℃左右就會轉變為AL2(H2P2O7)3且會放出一定量的水(反應式:2AL(H2PO4)3→AL2(H2P2O7)3+3H2O)。上面的反應要一定的時間才轉化完畢,切要使非向火面溫度達到250℃左右,向火面溫度要達350℃上,故第二恒溫段溫度定為350℃,恒溫36h(若在干燥的秋季施工,且養護時間超過7天,此恒溫時間可減少8h)。
第三階段:600℃恒溫
磷酸鹽泥漿在400℃左右又會放出結晶水,且也要恒溫一定的時間反應才能完成,水份才能消除,且溫度達600℃左右,磚縫才達到最高強度,故第三恒溫段溫度定為600℃,恒溫時間16h(反應式:AL2(H2P2O7)3→2AL(PO3)3+3H2O),制定的烘爐曲線。
最后在制定磷酸鹽整體澆筑爐襯的烘爐曲線其理論依據與耐火磚砌筑基本相同,但因整體澆筑時爐襯水份比磷酸鹽耐火磚砌筑時多,故各恒溫段恒溫時間為耐火磚砌筑的1倍,且必須自然養護7天才能烘爐。另外,600℃恒溫結束后,還要升溫到操作溫度后恒溫2天以上。