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工業爐耐火材料爐襯砌體的膨脹結構留設原則

發布時間：2022-04-01 發布人：超級管理員

構成工業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生膨脹。同時襯體內部由于溫度變化和溫度梯度的存在耐產生熱應力，導致襯體發生龜裂和剝落等現象。為了減少和消除這種膨脹和溫度應力，通常在襯體內設置一定的膨脹余量構成膨脹結構，即習慣所稱的膨脹縫及其周圍結構，來釋放襯體在熱膨脹受抑制時產生的應力。

(1)膨脹縫的留設思想

膨脹縫的留設方法有多種.但基本的思想是：根據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不會導致襯體結構強度的降低。

　　在通常情況下，膨脹縫的留設尺寸是以襯件主要高溫側材料的實際熱膨脹率和工業爐的設計溫度為基礎進行計算得出的。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用環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

　　在一般工業爐襯體結構中，設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，膨脹縫留設的基礎應按照上述1的要求。另外，在具體設計時，應防止由于膨脹縫的存在，導致爐內高溫氣體直沖爐體鋼結構或保溫材料。下面介紹幾種代表性耐火材料膨脹縫的留設方式。

　　耐火磚砌體：在耐火磚砌體結構中，膨脹縫的留設要有直線形、折線形和端部集中留設等形式。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。對于一些結構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膨脹縫的結構。

　　澆注料襯體：在澆注料襯體內留設膨脹縫，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膨脹縫。

　　在澆注料襯體中留設的膨脹縫主要有直線形或波浪形和折線形兩種。

　　在直線形膨脹縫結構中，為了防止爐內高溫氣體直接沖擊工作爐村背部的保溫材料或鋼結構，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一般采用兩種方法：一種是直接留設，即在澆注料施工前，把具有一定強度的膨脹縫材料留設在澆注模板內的固定部位。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，根據設計尺寸，在襯體上機械切割成縫，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)料襯體的膨脹縫結構和留設方法同澆注料襯體結構。有時，也有在可塑料襯體施工完成后，用扁鑿進行人工鑿縫形成結構縫。　　

(3)膨脹縫留設的基本尺寸

　　膨脹縫基本尺寸的確定是非常困難的，但同時它又是工業爐襯中非常關鍵的尺寸。如前文所述，不同的材料、不同的環境溫度要求設計不同的膨脹余量。膨脹余量設計不當，還會造成結構破損、氣體或物料外漏、環境劣化，甚至導致事故的發生。因此，膨脹縫尺寸的確定必須經過嚴格的計算，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驗值：