我國(guó)鋼鐵企業(yè)中，很多軋鋼加熱爐的鋼坯滑軌依靠縱橫水冷管支撐，并通過(guò)循環(huán)水冷使其能在1300~1600℃的高溫下安全工作。但是循壞水冷會(huì)帶走大量熱量，因而浪費(fèi)了許多能源。為了降低熱耗，節(jié)約能源，有的單位采用無(wú)水冷滑軌來(lái)代替水冷管式滑軌，使用效果很好。但是，這僅限于小型軋鋼加熱爐，被軋制的鋼坯尺寸不能超過(guò)90×90mm。
過(guò)去曾有人用礬土水泥混凝土和磷酸鹽混凝土做水冷管包扎層。但是，礬土水泥混凝土由于其耐火度及其它高溫性能較差，尤其是它的熱震穩(wěn)定性不良而被淘汰；磷酸鹽耐火混凝土雖然高溫性能較好，但在烘爐過(guò)程中容易脫落，也沒(méi)有得到推廣。
目前較多的單位用耐火可塑料包扎塊做水冷管包扎層，但是該包扎層的壽命太短，很多單位在高溫帶只有一個(gè)月左右，甚至更短。實(shí)踐證明，不銹鋼纖維澆注料更適宜于做軋鋼加熱爐的水冷管包扎塊。
耐火可塑料包扎塊在使用過(guò)程中的損壞
以下是耐火可塑料包扎塊的幾種損壞情況。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察，損壞情況有以下二種情況：
(1)包扎塊整塊脫落
原因有二種：一是由于包扎塊是電焊在水管上的，而鐵瓦存在尺寸上的允許公差，不可能?chē)?yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)地扣在水管上。這在一定程度上影響了焊接質(zhì)量，加上因加熱爐內(nèi)通風(fēng)差、光線不足等因素給施工帶來(lái)困難，焊接質(zhì)量也不好，當(dāng)重量較大的鋼坯在滑軌上運(yùn)行時(shí)，引起縱、橫水管劇烈振動(dòng)，焊接質(zhì)量差的包扎塊在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后便脫落下來(lái)。二是由于包扎塊的長(zhǎng)度太短(最大長(zhǎng)度只有230mm)，使包扎層的接縫過(guò)多。按照施工要求，接縫處必須用砌縫料認(rèn)真的充填，但實(shí)際上很多施工單位只用普通耐火可塑料代替，而普通可塑料因顆粒粗大，水分少等原因，很難做到接縫處的嚴(yán)密和結(jié)合的牢固。結(jié)果，在爐內(nèi)火焰的不斷沖刷下，縫隙變大，直至金屬錨固件燒熔，這時(shí)，包扎塊便整塊地掉了下來(lái)。
從脫落下來(lái)的包扎塊可以看出，耐火泥料部分并沒(méi)有熔化、變形，而錨固鐵瓦卻明顯地被氧化或局部熔化。
(2)耐火泥料與鐵瓦分離脫落
造成這種脫落的主要原因是包扎塊的產(chǎn)品質(zhì)量不高。通常在鐵瓦焊接質(zhì)量較好的情況下，若在包扎成塊成型過(guò)程中，鐵瓦和泥料結(jié)合不好(其間有縫隙，即離核)，這時(shí)如火焰進(jìn)入縫隙對(duì)其沖刷，會(huì)使縫隙擴(kuò)大，使鐵瓦生成氧化層，鐵瓦與泥料完全脫離，只剩下錨固爪與其相連，等到金屬錨固爪或不銹鋼絲燒斷，泥料就會(huì)完全失去附著力而脫落下來(lái)。而扣在水管上的鐵瓦在冷卻水管的作用下仍然連接在水管上。從冷卻水管上脫落下來(lái)的泥料并未熔化和變形。從圖上可清洗地看到燒熔后殘留在泥料中的金屬錨固爪。
由于耐火可塑料的燒后線變化較大，因而，頻繁的停爐后會(huì)使耐火可塑料與鐵瓦等的結(jié)合力承受不了溫度劇變所產(chǎn)生的應(yīng)力，自然要出現(xiàn)裂紋，加速火焰的侵蝕和破壞，最終會(huì)使泥料脫落下來(lái)。
3. 不銹鋼纖維增強(qiáng)耐火澆注料用作水冷管包扎層
為了延長(zhǎng)軋鋼加熱爐爐底水冷管包扎層的使壽命，必須研究出新的包扎材料及包扎施工方法。
從增強(qiáng)耐火澆注料的特性看，它除了具有優(yōu)良的高溫性能外，還具有一般耐火材料所缺少的抗沖擊和抗斷裂的機(jī)械性能。這是增強(qiáng)耐火澆注料能夠成功地用作軋鋼加熱爐水冷管包扎材料的重要原因。
表1 不銹鋼纖維增強(qiáng)耐火澆注料性能表
*與一般耐火澆注料或耐火磚相比
增強(qiáng)澆注料的配料中含有膨脹劑在內(nèi)的復(fù)合外加劑，燒后線變化比較耐火可塑料小得多，所以能承受溫度劇烈變化而不容易產(chǎn)生裂紋，從而延長(zhǎng)其壽命。
另外，增強(qiáng)耐火澆注料采用整體振動(dòng)澆注施工，施工速度較快，勞動(dòng)強(qiáng)度較小，有利于提高施工質(zhì)量，另外，除有少量膨脹縫外，沒(méi)有接頭和縫隙，可克服包扎塊縫間竄火帶來(lái)的弊病。
在水冷管整體包扎時(shí)，先在水冷管上焊上金屬錨固爪，再在水管下部支上模板，然后進(jìn)行攪拌、澆注施工，用振動(dòng)棒振搗使其密實(shí)。
某鋼廠650開(kāi)坯加熱爐，高溫段爐溫達(dá)1500~1600℃，滑軌振動(dòng)很大，使用條件苛刻，用普通可塑料包扎塊水冷管，使用壽命僅60天，但應(yīng)用不銹鋼增強(qiáng)耐火澆注料整體澆注包扎后，使用壽命達(dá)一年以上，提高4~5倍。
3. 結(jié)論
鄭州駒達(dá)新材料科技有限公司對(duì)軋鋼加熱爐耐火可塑料包扎塊進(jìn)行了使用的觀察與分析，找到了它低壽命的損毀原因，并有針對(duì)性地實(shí)施了用不銹鋼纖維增強(qiáng)耐火澆注料整體振動(dòng)澆注水冷管包扎層的施工方案，取得了提高其壽命4~5倍的良好結(jié)果。
