摘要：加熱爐拱形爐頂工作襯使用的是重質耐火澆注料預制成型的預制件，直接承受高達1300℃的高溫，并且同時承受加熱爐生產過程中的震動荷載，以及停爐維修的冷熱交替作用，爐頂的澆注料預制件的施工質量直接關系整個加熱爐生產性能和使用壽命。為滿足工藝需求我公司與河南華北起重吊鉤有限公司簽訂的加熱爐專用澆注料合同中，我公司委派技術指導員現場為該公司做澆注料預制件的制作指導。

一：工況環境要求

近年來我公司生產過多種針對加熱爐爐頂使用的澆注料拱形預制件有直形拱頂、弓形頂、對拱型爐頂都是在我公司直接完成生產后再發往使用方安裝，此次與河南華北起重吊鉤有限公司簽訂的加熱爐專用澆注料合同中，原設計也是在我公司生產完成后，再發往使用。但是由于該公司的推鋼式加熱爐跨度長7.5米寬4米，爐頂拱形澆注料預制件生產要求長在3.2米、寬0.5米高0.8米，單塊重量基本已經達到了2.5噸左右，如果在我公司生產會受到一定的限制，最終經過協商客戶要求我公司在現場制作完成。

二：原使用材料塌落原因分析

為了滿足澆注料預制件能夠在現有的工況環境下使用壽命更長，我公司總結了該公司之前使用的材質所出現的問題，該公司之前一直使用的是CA-60低水泥耐火澆注料，使用壽命最長在7個月最短在5個月就出現爐頂拱形預制件層層脫皮剝落的現象最后導致越燒越大，然后倒塌，造成停產，在使用過程中我公司經過與該公司生產技術的對接，發現該公司的爐況工作時間是間斷性的，是根據訂單合同的多少，決定開爐時間，在加之目前河南地區環保比較嚴厲，在環保稽查時間段就要求會停產整改，所以該公司的加熱爐是開一段時間就停一段時間爐溫就驟降到最低點，也有時候是根據白天生產晚上就就基本停爐悶爐狀態了，所以最后我公司分析脫落原因很大一部分是因為，澆注料預制件在受到停爐爐溫驟降后的急冷與爐溫升起后的急熱現象導致的冷熱交替性差生成了表面的脫皮。在得知使用工況后我公司對澆注料預制件使用的耐火澆注料在以前該公司的使用經驗上做了配方的調整。

三：澆注料預制件配方調整

經過我公司生產部門對澆注料預制件使用耐火澆注料做了配方升級、顆粒粒徑大小的調整，全部采用AL2O3含量≥75%的礬土骨料，粒徑最大顆粒在8mm，1~3mm顆粒控制在28% ，3~5mm顆粒控制在25%，5~8mm顆粒控制在15%，選用電熔純鋁酸鈣水泥做結合劑，微硅粉選用流動性大于20cm進口微粉并添加了SiC粉做細粉增強以提高澆注料的抗熱震性能、添加莫來石粉降低線變化率的收縮。SiC粉導熱性好，在澆注料中添加SiC有利于改善熱穩定性，但由于SiC微粉加入量并不太多，還不足以成為抗熱震性顯著提高的主要原料。材料抗熱震性能好壞在很大程度上取決于線變化率的蠕動與變化。由于SiC粉是均勻分散于澆注料中的，因而煅燒時在材料基質中形成的氣孔分布也是均勻的，這相當于在基質中均勻分布了大量微裂紋。哈塞曼理論指出，微裂紋的數量越多，在臨界溫差下裂紋動力擴展達到的最終長度越短，而且較小的裂紋就能以準靜態方式擴展，避免災難性的斷裂。因此，細粉中參加SiC微粉后改善了澆注料基質的熱穩定性，也就使爭議材料的抗熱震性得到較大提高。

四：澆注料預制件現場制作

首先采用5mm鋼板制作了拱形模具，并在模具內涂抹潤滑油，以方便脫模，現場施工器具全部準備到位后包括水、電、振動棒、強制式攪拌機都能正常工作的情況下，把25Kg袋裝的加熱爐專用澆注料倒入攪拌機內以不超過總容量2/3的數量倒入并攪拌，先干拌5分鐘然后將準備好的生活用水加入攪拌機內、加水量為6~7%，由于現場環境溫度在33℃以上所以加水量適當調整在8%左右，加水后攪拌3分鐘后即可出鍋倒入模具內，倒入后的澆注料與重新攪拌的澆注料之間相距時間不能超過5分鐘，不然可能會因為環境溫度造成模具內澆注料表面出現凝結層，與之后倒入澆注料不銜接所以前后時間不得超過5分鐘，現場由于是兩臺攪拌機交差時間進行攪拌，工作進行非常順利，一邊攪拌倒入新澆注料，一邊工人進行振動施工現場配合非常順利。

總結：此次我公司與河南華北起重吊鉤有限公司的合作關于加熱爐拱頂澆注料預制件的制作上對比了之前該公司使用的耐火澆注料，并從中總結了材料的損壞原因調整了新型低水泥耐火澆注料的配方，最終達到了該公司的滿意。