预制块和不烧砖是不定形耐火材料中的定型产品,是具有优良性能的不烧或轻烧制品,是发展快、应用广的新型材料。
预制块亦称为预制件,属于不定形耐火材料范畴。其原因是不烧砖的原料组成、配制原则、结合剂和外加剂的使用,均与不定形耐火材料的基本相同,且为不烧或轻烧制品。该类制品,与现场施工的不定形耐火材料相比,具有外形尺寸准确、性能稳定、施工周期短和成本低廉等优点;与烧成耐火砖相比,制品成品率高,不用烧成窑炉,可节约能源,生产成本低和性能优良。所以,预制块和不烧砖有广阔的发展前途。
应当指出,近年来不烧砖的发展很快,新品种层出不穷,形成了繁华似锦的新局面。镁炭砖、铝镁炭砖、铝炭砖和AL2O3—SiC—C 质不烧砖等新品种的开发与应用,使炼钢转炉、电炉和钢包等热工设备的内衬,发生了更新换代的变化,提高了使用寿命,获得了显著的社会经济效益;同时,采用膨胀剂、超微粉、外加剂和颗粒级配等技术,开发了高性能的不烧砖,如透气砖、座砖等,在钢包、水泥窑和电炉顶等热工设备上应用,也获得了良好的使用效果。
不定形耐火材料预制块,主要用耐火浇注料和耐火可塑料等材料制作,其分类有浇注料预制块和可塑料预制块;有铝酸盐水泥、水玻璃、磷酸及磷酸铝、黏土结合和低水泥等结合剂预制块;按骨料品种分为高铝质、黏土质、硅质和刚玉质等预制块;按成型方法分为振动成型、振动加压成型和捣打成型预制块;预制块的质量有几十公斤到几吨的,因此分为大型、中型和小型预制块;预制块配钢筋和锚固件的,所以又分为普通预制块、钢筋预制块和锚固件预制块等。
在工业窑炉和热工设备中,采用预制块筑炉,能实现机械化吊装,省人节力,缩短施工工期,提高炉子作业率。我国有用预制块砌筑高炉、热风炉、加热炉、电炉顶、铁矿粉焙烧竖炉和球团焙烧炉等热工窑炉的历史,至今预制块在出钢槽、电炉顶和焙烧炉上仍广泛使用,并发挥较大的作用。
最近几年,在中、小型高炉的出铁沟和出渣沟上,采用AL2O3—SiC—C质耐火浇注料预制块筑衬,获得了良好效果。该预制块工厂化生产,进行低温处理后出厂。因此,筑衬速度快,无需烘烤,即可使用,寿命较长,是今后的重要发展方向。
应当指出,凡是耐火浇注料和耐火可塑料等材料,均可作预制块。由于生产条件比现场施工好,因此性能也有所提高,一般可参见前述有关性能。现举例,见表1。编号1和编号2为 CA-50水泥和磷酸黏土质浇注料预制块,其骨料为小于10mm的黏土熟料颗粒70%,小于0.09mm的高铝粉分别为15%和30%,CA-50水泥分别为15%和2.5%。前者掺加减水剂,水用量为10%。后者用浓度为42.5%的磷酸作结合剂,用量13%;编号3和编号4为水玻璃铝镁质浇注料预制块,其骨料和粉料为一级矾土熟料,小于5mm的骨料用量60%,粉料分别为30%和26%,制砖镁砂粉10%,模数为2.8、密度为1.32g/cm³的水玻璃用量9%,后者加4%的鳞片石墨;编号5和编号6分别为低水泥和超低水泥高铝质浇注料预制块。预制块的形状,主要有方形、长条形、拱形和环形等,均为特异形制品。
预制块的分块和尺寸,应根据炉子大小和衬体厚度而定,尽量减少型号,节约模板,便于管理和施工;吊装筑炉的预制块,单重以1~3吨为宜。人工搬运和筑炉的预制块,单重应 不大于30Kg;预制块的尺寸,长度和厚度方向分别以116mm和68mm为模数,选取适当的倍数,减去砌缝尺寸即为预制块尺寸。炉顶预制块的宽度依炉长而定,不得小于300mm。炉墙预制块的高度应不小于400mm。两块预制块的缝宽3~8mm。
在预制块上遇有孔洞时,其胎模应有1%~2%的斜度,且应方便拆除;大型预制块应设置吊环,其顶端尽量远离受热面,间距应大于200mm,埋设深度100~200mm