耐火绝热混凝土的研发与应用.pdf

第 3 9卷第 1期 2 0 1 2年 1月 建筑技术开发 Bu i l di n g Te c h ni q ue De v e l o pme n t Vo 1 ．3 9， No ． 1 J a n ． 2 0 1 2 耐 火 绝 热 混凝 土 的研 发 与应 用 张辉陈世 忠 [ 本溪钢铁( 集团) 建设有限责任公司， 辽宁本溪 1 1 7 0 0 0 ] [ 摘要] 介绍具有耐火绝 热性 能的特种混凝土 自主研发与应用的过程 ， 并取代 昂贵的进 口材料 ， 获得较好的经济效益 [ 关键词] 耐火度 ； 耐压强度 ； 绝热材料 ； 漂珠 [ 中图分类号] T U 5 2 8 ． 3 4 [ 文献标 志码 】 A [ 文章编号] 1 0 0 1 - 5 2 3 X( 2 0 1 2 J 0 1 0 0 2 0 - 0 2 冶 金 高炉 铁 水 预处 理 工艺 是 本世 纪 初 ， 从 国外 引进消 化 的先 进 冶 炼 技术 。它位 于 炼 钢 吹氧 之 前 ， 置于闭密室中的铁水 ， 预先降低铁水 中的 P和 S杂 质含量 ， 然后再进行吹氧工序。可生产优质钢水 ， 是 冶炼优质钢 的措施之一 。该项 工艺是 国内首次引 进， 其主要建筑结构是铁水预处理间的闭密室。该 室四壁和顶板设计采用耐火绝热材料。负责该项技 术支持 是外 商霍 戈 文斯 公 司 ， 提 出 的耐 火 绝 热料 技 术指标 ： 1 ) 散装 密度 小于 1 5 0 0 k g ／ m’ 2 ) 破碎 强度 大于 6 MP a 3 ) 导热系数小于 0 ． 5 w／ ( n l K) 4 ) 耐火 度大 于 1 2 5 0 o C 5 ) 线变化大于 一 2 ％ 外商对该材料的化学成份限定为 A1 2 O3>3 6 ％ Ca O <1 2 ％ F e 2 O33 0 ％ 。 1 ． 2 ． 4 细 骨料 选高铝砖 粉 ， 粒 径 为 0～5 m m， 化 学成 分 中 A1 2 O3>6 0％ 。 1 ． 2 ． 5 掺合料 掺合料选漂珠 。漂珠是漂于水上的粉煤灰 ， 显 微镜下是空心球体结构 ， 故称空心漂珠 ， 数量 占发电 厂电除尘收集的粉煤灰重量的 3 ％ ～ 5 ％。见图 2 。 O 西 ● 《璺 } ◆O● 放大 1 0倍漂珠 的形态 漂珠 的技术指标 ： 1 ) 堆 积密 度 ： 3 6 0 k g ／ m 2 ) 耐 火度 ： >1 2 5 0 ~ C 3 ) 化学成分( 表 1 ) 表 1 漂珠的化学成份 S i O 2 A 1 2 O 3 F e O 3 C a 0 I M g O S O 3 C 5 8 ． 9 9 2 9 ． O 0 3 ． 8 5 1 9 I 1 1 0 ． 1 7 1 ． 7 8 由于漂珠中空体轻是绝热理想材料 ， 漂珠又可 充 填 骨料 之 中又增加 了耐压 强度 ， 可 同时满 足强度 、 导热系数两项指标要求 ， 因此 ， 漂珠 的应用是耐火、 绝 热材 料 的关 键技 术 。 2 配 合 比的确定 参照《 普通混凝土配合 比设计规程》 ， 按 C 2 0强 度等级初步计算 ， 逐步达到耐火度 、 强度、 导热系数、 线收缩等四项技术指标要求 ， 而进行多次优化 的结 果 如下 ： 1 ) 化 学成分 ①A 1 ： O 含量为 4 1 ％ ②C a O含量为 8 ． 4 ％ ③F e O 含量为 2 ． 0 ％ 2 ) 物理性能 ①耐火度高于 1 2 5 0 ~ C ②导热系数为 0 ． 3 8 W／ ( m K) ③线变化率为 一 0 ． 1 4 ％ ④耐压强度为 1 1 M P a ⑤密度 1 3 6 0 k g ／ m 3 外 商确认 经试验 确定 的耐火 绝 热 混 凝 土材 料 命 名为 K J B 一 1 ( 本钢建筑科技产品的缩写 ) ， 具有耐火 、 保温 性能 ， 适合喷补 ， 浇筑和抹压工艺 ， 施工方便 ， 综合 技术指标优于霍 戈文斯公 司的技术标准 ， 见表 2 。 经外商技术负 责人审核 ， 签 发 了可用 于铁水 预处 理工程的 闭封 室文件 。运行 一年后 ， 经本 钢技 术 中心对闭封 室钢结构 表面测温平均值 为 5 8 ． 5 ℃ ， 表面温度最 高值 为 8 7 c c， 未超 过 1 5 0 ~ C的设计 要 求 值 。 表 2耐火绝热料 KL B - 1与霍戈斯公司产品性能b 较 化学分析／ ％ 物理性能 导热系数／ 散装密度／ A I 2 O 3 C a O F e 2 O 3 耐火度／ ℃ 线变化／ ％ 强度／ M P a [ W／ ( 1 71 1 K) ] ( k g ／ m’ ) 霍戈文斯公司产品 《3 6 ≯1 2 ≯6 1 2 5 0 0 ． 5 —2 6 1 5 0 0 K J B ． 1产品 4 1 ． 1 8 ． 4 2 ． 0 1 5 0 0 0 ． 3 8 —0 ． 1 4 l l 1 3 6 0 外商审批 通过 4 结论 1 ) 引进 国外炼 钢新 工艺 ， 即铁水 预处理 工程 中， 闭密 室 四壁 、 顶板 结构 材 料采 用 自主研 发 的 K J B 一 1耐火保温料 ， 利用当地材料取代加拿大霍戈 文斯公司产品， 确保合 同工期按期完成 。是成功引 进 、 消化国外先进冶炼技术的典型范例。 2 ) 经外商技术负责人批 准， 采用 K J B 一 1耐火绝 热料 9 8 m ， 完成 钢 结 构 内衬 保 温 5 0—1 0 0 mm厚 。 符合设计要 求 ， 满足生产条件。节约运输 费、 装卸 费 、 材 料 价差 计 1 5 1万元 ， 并提 前 工 期 1个 月 ， 为 企 业创造了可喜的经济效益。 3 ) K J B ． 1 保温材料具有耐火、 绝热性能， 适合喷 补 、 浇筑、 抹压等施工方法 ， 广泛地应用于冶金建设 中。可为其它冶金企业的类似工程提供借鉴。 21