專利名稱：：大型工業(yè)窯爐耐熱整澆基礎(chǔ)及其成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種大型冶金窯爐，具體地說是一種大型冶金窯爐整體澆注不定形耐火澆注料基礎(chǔ)及其成形方法。
背景技術(shù)：
：大型冶金工業(yè)窯爐爐底的結(jié)構(gòu)形式是以爐底和爐基礎(chǔ)的關(guān)系區(qū)別的，即分為架空爐底和實爐底。以連續(xù)作業(yè)銅熔煉反射爐為例，爐底直接砌筑在耐熱混凝土基礎(chǔ)上，所要求的耐熱混凝土基礎(chǔ)耐溫為85(TC以上。做為窯爐基礎(chǔ)耐火砼和常規(guī)砼的一個很大的區(qū)別是普通耐火砼的鋼結(jié)構(gòu)支撐是分層力學(xué)結(jié)構(gòu)，常規(guī)鋼筋砼是整體力學(xué)結(jié)構(gòu)。因此普通耐火砼由于強(qiáng)度差，材料結(jié)構(gòu)性能不穩(wěn)定，不能用做荷重砼，只能做為耐火隔離襯使用。使用中以耐火砼的不斷損壞和消耗為代價來保護(hù)設(shè)備力學(xué)支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。近年來我國相繼進(jìn)口的一些大型冶金窯爐，都需要使用耐火砼做為荷重基礎(chǔ)，即在事故情況下能承受瞬間上千度高溫壓頭的金屬融流沖刷而不能破壞基礎(chǔ)引發(fā)更大的爐窯坍塌的重大事故。做為荷重耐火砼國內(nèi)建材行業(yè)早期曾有過一些特種配制的高強(qiáng)耐火砼，主要有水硬性鋁酸鹽或硅酸鹽結(jié)合、火硬性磷酸鋁質(zhì)結(jié)合、氣硬性水玻璃質(zhì)結(jié)合和鎂質(zhì)水泥結(jié)合的耐火砼。由于施工工藝復(fù)雜，特別是做為基礎(chǔ)的耐火材料結(jié)構(gòu)上的欠缺和施工大體積砼方法上的不足而逐漸被高強(qiáng)低水泥的耐火澆注料替代。大型冶金窯爐基礎(chǔ)的耐火材料結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料應(yīng)用、施工方法即以整體理念做好高溫高載荷下不定形耐火澆注料整澆基礎(chǔ)，已在引進(jìn)的大型鎳閃速爐砼系統(tǒng)52m2貧化電爐基礎(chǔ)、50m2鎳反射爐基礎(chǔ)上進(jìn)行了窯爐應(yīng)用試驗，并獲得成功，效果良好。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的，旨在解決上述存在問題的不足，公開一種用于大型冶金窯爐整體澆注基礎(chǔ)及其成形方法，能承受數(shù)百噸至上千噸不間斷的熱震力和機(jī)械震動荷載，而不僅是靜態(tài)熱荷載，所用的不定形耐火澆注料為高強(qiáng)度，同時還有高的柔韌性，面對瞬間事故上千度溫升后高密度高動壓頭的金屬融流沖刷應(yīng)基礎(chǔ)穩(wěn)定、不能坍塌、不能破壞基礎(chǔ)，材料有合適體積密度的抗?jié)B透性。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種冶金窯爐整體澆注基礎(chǔ)及其成形方法，基礎(chǔ)包括采用不定形耐火澆注料和耐熱不銹鋼筋骨架，使其緊密結(jié)合，形成具有間隙柔性和雙強(qiáng)度支撐體，其不定形耐火澆注料由下列高鋁質(zhì)除鐵顆粒材料組成，重量份數(shù)比為0-3咖25—35份3-8咖35—45份200目高鋁粉10—15份320目高鋁粉4一6份Si02微粉3—6份3_8咖200目高鋁粉320目高鋁粉Si02微粉鋁酸鹽水泥鋁酸鹽水泥6—10份本發(fā)明的不定形耐火澆注料，其不定形耐火澆注料的優(yōu)選方案由下列高鋁質(zhì)除鐵顆粒材料組成，重量份數(shù)比為0-3咖30份40份12份5份5份8份本發(fā)明一種冶金窯爐整體澆注基礎(chǔ)，在耐熱不銹鋼筋骨架上涂刷1-2mm的瀝青漆或纏1-2咖纖維紙。也就是說，耐熱不銹鋼骨架上要根據(jù)不定形耐火材料的理化性質(zhì)刷涂適當(dāng)厚度的填料或纏塑料紙、纖維紙等。在不降低常溫整體耐高溫鋼筋砼強(qiáng)度情況下能保證高溫特別是事故情況溫度急劇變化的熱狀態(tài)下，耐火材料的膨脹應(yīng)力能消解和耐熱鋼筋的膨脹能夠進(jìn)行配合，因此能保證不定形耐火材料和耐熱不銹鋼骨架整體砼強(qiáng)度大幅度上升，保證基礎(chǔ)安全使用。本發(fā)明一種冶金窯爐整體澆注基礎(chǔ)的成形方法，采用分層、分段、分塊的連續(xù)澆注方法，直至完工。所述的分層是指基礎(chǔ)高度分層；所述的分段是指縱向分段；所述的分塊是指橫向分塊。本發(fā)明所述的分層高度為500-600mm，分段長度為800-1200mm，分塊間隔為2000-2400咖。本發(fā)明施工時預(yù)留合適的膨脹縫。除預(yù)留膨脹縫外，必須留有大基礎(chǔ)的排氣孔洞，一般澆注時，縱向每2米、高500-600mm留C15-20咖的一個烘爐排氣、水孔洞。在施工中嚴(yán)格控制加水量、振動到位、預(yù)留合適的膨脹縫冬季施工還要制造小控溫環(huán)境和加熱耐火材料攪拌用水。所述的膨脹縫是指模板施工縫、隱性迷宮縫、嵌入半嵌入式膨脹縫等。本發(fā)明冬季施工環(huán)境溫度不低于10°C，加熱澆注料攪拌用水為15-25。C。本發(fā)明所述的不定形耐火澆注料，其理化指標(biāo)高于一般高鋁質(zhì)耐火澆注料，下面將一般高鋁質(zhì)耐火澆注料和本發(fā)明理化指標(biāo)不同點列于附表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>已達(dá)荷軟點開始坍塌可長期穩(wěn)定《擁從上面理化指標(biāo)的對比可看出，一般高鋁質(zhì)澆注料配合比較粗糙、強(qiáng)度低、不抗機(jī)械震動和橫向受力，分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，不能承受強(qiáng)熱震，在事故情況下無承載能力。本發(fā)明的有益效果是1、穩(wěn)定性強(qiáng)，具有較強(qiáng)的抗災(zāi)害能力，該系列材料能承受數(shù)百噸不間斷的熱震和機(jī)械震動負(fù)荷而不僅僅是靜態(tài)熱負(fù)荷。2、材料有極高的強(qiáng)度，同時又有好的柔韌性，事故情況下對瞬間上千度溫升后，在高密度高動壓頭的金屬融流沖刷下，抗?jié)B透、抗沖刷、體密合適，耐火度高。3、長期在200--30(TC下工作，強(qiáng)度不下降，材料骨料、粉料、微粉、結(jié)合劑使用到位。4、使其大體積的耐火砼的基礎(chǔ)布筋密度較常規(guī)設(shè)計大為降低，螺紋鋼直徑減小，成本降低，且要求是高級耐火砼中的低檔價位，性價比好。5、安全可靠，有較強(qiáng)的扭災(zāi)害能力，能承受數(shù)百噸至上千噸不間斷的熱震力和機(jī)械震動荷載，而不僅是靜態(tài)熱荷載，所用的不定形耐火材料為高強(qiáng)度，同時還有高的柔韌性，面對瞬間事故上千度溫升后高密度高動壓頭的金屬融流沖刷應(yīng)基礎(chǔ)穩(wěn)定、不能坍塌、不能破壞基礎(chǔ)，材料有合適體密的抗?jié)B透性。圖1是本發(fā)明的實施例1的鎳熔鑄反射爐18mX8mX1.lm耐火砼基礎(chǔ)成型方法的示意圖。具體實施例方式實施例1設(shè)計501112鎳熔鑄反射爐18mX8mX1.lm耐火砼基礎(chǔ)。熔池面積50m2、貯液池容積10.5m3、銅液>88噸、爐子重總973噸、正常熔煉爐子靜載荷1061.2噸，在158.4n)3基礎(chǔ)上均勻分布6行X14列支撐墩，取不均勻負(fù)荷分布系系數(shù)1.4，"動荷"選加系數(shù)1.3，則每1113基礎(chǔ)上應(yīng)能承受如下單位荷重(1061.2X1.4X1.3)+158.4=12.19T/m3。冬季施工，爐子基礎(chǔ)不具備烘爐條件，施工養(yǎng)生條件差，基礎(chǔ)早期強(qiáng)度增長慢，但仍需澆注三天的整體基礎(chǔ)，要求均勻強(qiáng)度大于12.19T/M3，以便趕工期。因此，材料要在滿足施工條件下，必需有較少的施工加水量和較好的早期脫模強(qiáng)度。爐子耐火砼基礎(chǔ)為防意外事故而設(shè)，故而要求在意外高溫下能有較好的體積穩(wěn)定性和高溫下強(qiáng)度迅速增加的特點。釆用不定形耐火澆注料和耐熱不銹鋼筋，使其緊密結(jié)合，形成具有間隙柔性和雙強(qiáng)度支撐體，其不定形耐火材料由下列高鋁質(zhì)除鐵顆粒材料組成，配比如下0-3咖30%;3-8咖40%;200目高鋁粉15%;320目高鋁粉5%;Si02微粉3X;鋁酸鹽水泥7%。施工環(huán)境溫度控制在l(TC左右，加熱澆注料攪拌用水為25°C。在耐熱不銹鋼筋骨架上涂刷1.5咖的瀝青漆，施工按高度500mm分層，縱向900咖分段，橫向2200皿分塊連續(xù)施工至完工。施工時預(yù)留了膨脹縫，留有大基礎(chǔ)的烘爐排氣、水孔洞，施工澆注時按縱向每2米、高600rnrn留(j20mm的一個排氣孔洞。脫模24小時后早期強(qiáng)度達(dá)30MP以上。經(jīng)測驗在高溫下體積穩(wěn)定，強(qiáng)度大幅增加，能承受突發(fā)性災(zāi)害事故。50m2鎳熔鑄反射爐18mX8mX1.lm耐火砼基礎(chǔ)成型方法采用不定形耐火澆注料和耐熱不銹鋼筋，使其緊密結(jié)合，形成具有間隙柔性和雙強(qiáng)度支撐體。施工時按實施例1的附圖進(jìn)行施工，按圖紙所示虛線和數(shù)字順序分塊施工，施工厚度分上、下二層，下層600ran，上層500mm，間隔施工，在間隔中予留膨脹縫。底層施工采用條形基礎(chǔ)，間隔施工，施工次序為a、b、c…，邊界表示為"---"線界。上層施工采用方格形間隔施工，施工次序為1、2、3…，邊界表示為"一一"線界。脫模24小時后早期強(qiáng)度達(dá)30MP以上，在高溫下體積穩(wěn)定，強(qiáng)度大幅增加，能承受突發(fā)性災(zāi)害事故。實施例2背景由于原設(shè)計鎂質(zhì)材料、水玻璃結(jié)合的18X8X1.lm，1584m3耐火砼基礎(chǔ)，脫模后出現(xiàn)了上層(約300mm)固化、下層20天后仍不固化的嚴(yán)重事故，致使50m2反射爐1061.2t靜載荷將帶來嚴(yán)重后果，作廢了基礎(chǔ)，后采用本發(fā)明進(jìn)行試驗施工，基礎(chǔ)采用高強(qiáng)度低水泥的耐火澆注料，其組成為；不定形耐火材料為高鋁質(zhì)除鐵顆粒，0一3咖的30%、3_5咖的40%、200目高鋁粉10%、320目高鋁粉5%、SI02微粉5%、鋁酸鹽水泥結(jié)合10%,在耐熱不銹鋼筋骨架上纏2mm纖維紙，施工按高度500咖分層，縱向900咖分段，橫向2200mm分塊，施工時預(yù)留了膨脹縫，留有大基礎(chǔ)的烘爐排氣、水孔洞，施工澆注時按縱向每2米、高600咖留C20nnn的一個排氣孔洞。脫模24小時后早期強(qiáng)度達(dá)30MP以上，在高溫下體積穩(wěn)定，強(qiáng)度大幅增加，能承受上千噸不間斷的熱震力和機(jī)械震動荷載。權(quán)利要求1.一種大型工業(yè)窯爐耐熱整澆基礎(chǔ)，其特征在于包括采用不定形耐火澆注料和耐熱不銹鋼筋骨架，使其緊密結(jié)合，形成具有間隙柔性和雙強(qiáng)度支撐體，其不定形耐火澆注料由下列高鋁質(zhì)除鐵顆粒材料組成，重量份數(shù)比如下0-3mm25-35份3-8mm35-45份200目高鋁粉10-15份320目高鋁粉4-6份SiO2微粉3-6份鋁酸鹽水泥6-10份。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型工業(yè)窯爐耐熱整澆基礎(chǔ)，其特征在于其不定形耐火澆注料由下列高鋁質(zhì)除鐵顆粒材料組成，重量份數(shù)比如下0—3咖30份3—8咖40份200目高鋁粉12份320目高鋁粉5份Si02微粉5份鋁酸鹽水泥8份。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型工業(yè)窯爐耐熱整澆基礎(chǔ)，其特征在于所述的耐熱不銹鋼筋骨架，在耐熱不銹鋼筋骨架上涂刷1_2imn的瀝青漆或纏1-2咖纖維紙。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型工業(yè)窯爐耐熱整澆基礎(chǔ)的成形方法，其特征在于包括如下方法和步驟(1)、將基礎(chǔ)進(jìn)行分層、分段、分塊后實施連續(xù)澆注，直至完工;(2)、分層高度是500-600mm為一層，分段長度是800-1200mm縱向為一段，分塊間隔是2000-2400mm橫向為一塊。(3)、施工時預(yù)留膨脹縫，并以模板施工縫、隱性迷宮縫、嵌入半嵌入縫相結(jié)合，取縱向每2米、高500—600咖留一基礎(chǔ)的烘爐排氣、水孔洞。(4)、冬季施工環(huán)境溫度不低于10'C。(5)、澆注料攪拌用水溫度為15-25°C。全文摘要本發(fā)明公開了一種大型工業(yè)窯爐耐熱整澆基礎(chǔ)及其成形方法，采用不定形耐火澆注料和耐熱不銹鋼筋，使其緊密結(jié)合，形成具有間隙柔性和雙強(qiáng)度支撐體，在耐熱不銹鋼筋骨架上涂刷1-2mm的瀝青漆或纏1-2mm纖維紙。成型方法，采用分層、分段、分塊后再連續(xù)澆注，預(yù)留膨脹縫，冬季施工不低于10℃，加熱澆注料攪拌用水為15-25℃。本發(fā)明使其大體積的耐火砼的基礎(chǔ)布筋密度較常規(guī)設(shè)計大為降低，螺紋鋼直徑減小，成本降低，安全可靠，有較強(qiáng)的抗災(zāi)害能力，能承受數(shù)百噸至上千噸事故下的高溫金屬液體的沖刷和不間斷的熱震力和機(jī)械震動荷載。文檔編號C04B35/66GK101279856SQ200810049948公開日2008年10月8日申請日期2008年5月27日優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日發(fā)明者李朝俠,河黃申請人:李朝俠