耐火材料浇注时预留膨胀间隙的解决方案
进口管箱的热应力分析利用已得到的温度场进一步进行应力分析。按工艺条件施加载荷,对模型进行求解,得出模型各个方向的热膨胀量与最大热应力。x方向膨胀量没有列入考虑范围之内,是由于急冷器筒体上有膨胀节存在,允许存在一定量的膨胀,而且结果显示x方向膨胀量膨胀节完全能吸收。内衬铬刚玉与壳体膨胀量基本一致,但是最大热应力却远远大于材料许用应力,这样会导致壳体变形,内衬开裂。
结合热分析得到的温度分布状况与热应力分析结果进行分析,由于内外壁温差过大,内衬处于高温环境中,发生热膨胀,但是壳体材料却处于较低温度环境下,热膨胀量不会很大。导致内衬材料在热膨胀过程中受到壳体材料的约束,同时由于热应力较大从而导致壳体材料被迫膨胀产生巨大的应力。这样的情况在实际运行中是绝不允许的,因此必须提出解决方案。
进口管箱与内衬铬刚玉结构优化高温急冷器内衬中的热应力一般分为机械热应力和温度梯度应力两种。本文将从这两个方面进行优化,以期减小铬刚玉浇注内衬及壳体在运行中产生的热应力。机械热应力降低的优化方案在许多高温设备中,为了减小耐火材料所受机械热应力和外壳所受膨胀力,通常采用在耐火材料浇注时预留膨胀间隙,让耐火内衬在膨胀值未达到预留的膨胀间隙时彼此自由。
膨胀间隙的大小非常重要,太小,起不到调节应力的作用;太大,有可能使内衬结构不稳定或使高温介质渗入内衬中。针对管箱及内衬热应力过大的问题,在内衬刚玉浇注的过程中考虑到耐火材料的膨胀量,使内衬铬刚玉以分块形式存在。
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