锚固砖是现代不定形耐火材料内衬的重要构成部分,其埋入不定形耐火材料内衬,起着连接、固定作用,其将不定形耐火材料内衬与高温工业窑炉炉壳或支撑钢结构连接、固定在一起,主要有炉墙锚固砖、炉顶锚固砖,吊挂砖也属于锚固砖,锚固砖技术要求强度高、热震稳定性好,一般用一级孰料或三级矾土孰料做原料,经高温烧制而成,但其长期使用温度低。目前,工业炉朝着大型化、长寿化的趋势发展,对其耐火材料内衬提出了更高的要求,锚固砖做为其重要构成部分,其性能更为关键。特别新型耐火材料内衬采用整体锚固砖组合炉衬,要求锚固砖必须具备强度高、抗冲刷、抗剥落,低蠕变等特征,能够在1500℃以上的工况温度下长期使用。
锚固砖的生产主要从两方面考虑:一是耐火度,二是抗拉强度。耐火度一般不会成问题,最 重要的是抗拉强度,烧结耐火制品的强度主要来自耐火材料内粒子之间的陶瓷结合。这种陶瓷结合程度越高,则其强度也就越高。高铝耐火制品的陶瓷结合主要是液相烧结的结果,即高温下耐火材料中形成液相,促进颗粒间的黏结及物质迁移。形成的液相量越多,则烧结强度会越好,冷态时表现出的强度也就越高。
但冷态强度与热态强度往往是矛盾的。高温液相量多虽然促进烧结,低温强度高,但高温使用时,这大量液相又会重新出现,高温强度就会下降。高温液相量越多,则高温强度越低。 锚固砖在正常的浇注料内衬中使用的温度一般不超过1500℃,如果超过该温度段,建议采用纯度高的AL2O3刚玉锚固砖。
案例1:客户在做熔铝炉施工时,需要用到锚固砖吊挂,然后整体浇注炉顶。就从某地购买了一批锚固砖,购买时候没有要求其材质,拉伸强度和耐压强度等相关的指标参数,只是要求了一个耐火度。购买后货物送到现场准备施工,已经在锚固砖的外表面涂刷好沥青漆,做好膨胀缝。甲方业主在施工现场,查看施工情况时无意觉得着种奇形怪状的耐火砖,能不能承受的住十几吨重的拉力,就随手拿了一块顺手推倒,结果一整块的锚固砖从上面部分横截面的直接断成了两半。甲方就询问这位客户此类锚固砖的技术参数,及吊挂后是否安全可靠。客户回答不上来,业主要求将该批次锚固砖全部作废。客户联系到我公司,咨询此前在某地购买的锚固砖为什么会出现推倒断裂。通过产品照片可以看到客户之前购买的锚固砖内质烧结不均匀,出现两级色差,拉伸强度也未达到国标锚固砖的要求。
案例2:山西做铸件锻造的客户厂里有一台9m³的台车加热炉,炉顶采用锚固砖拱顶吊挂方式,浇注料厚度在550mm,炉内使用温度1350℃,间接式工作,晚上停炉。在购买锚固砖时为了节省成本,以为炉墙两端是连体浇注,锚固砖就是起到一个拱顶中间部位的拉伸,并无大碍,本该采用一级锚固砖的却要购买三级材质的锚固砖。做完施工后开炉不到半年,拱顶中间部位锚固砖断裂,浇注体下沉将近100mm,打电话询问有没有修补方法。所以锚固砖的用途是吊挂的主要承受力,选材一定要谨慎。
锚固砖断面,所受的拉应力是从下往上分段递增的。而且在浇注料层内的一段锚固砖所受的拉应力增长最快,并在界面处达到最大。除重力造成的拉应力之外,界面处的锚固砖还承受着较大的剪切应力,所以在选择锚固砖一定要做好技术指标的要求,或者参考国标。