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耐火材料行業動態

熱風爐用耐火材料

熱風爐內各部位操作條件及破損特征不同,熱風爐用耐火材料理化性能的要求也不同。熱風爐用磚基本上可分為高溫區及中低溫區兩大部分。

高溫區包括:

1.燃燒室上部磚

2.蓄熱室上郎格子磚及上部大墻磚

3.拱頂磚;

中低溫區包括:

1.燃燒室中下部磚;

2.蓄熱室中下部格子磚(或耐火球)中下部大墻磚;

3.各出口用耐火磚。

中低溫區用耐火磚最大,占全部熱風爐內用磚量的三分之二左右,這部分可用比較致密的粘土磚,有良好的機械強度和耐磨性。

高溫區間生產操作及風溫水平的差異,對耐火磚理化性能的要求也有所區別。如對拱頂磚的熱穩定性應特別最視,以防止因溫度急變而剝落或斷磚堵死格孔;燃燒室及蓄熱室上部要求有較高的高溫結構強度,較低的重燒線收縮,良好的抗渣性等,以防止燃燒室的高溫變形、傾倒及格子磚的沉陷、格孔錯亂等。對格子磚還要求熱傳導性好,熱容量大,吸熱和放熱都比較快。這些要求應根據熱風爐的風溫水平而定。

當風溫在900以下,熱風爐上部及拱頂溫度在1200左右時,用粘土磚已能基本滿足要求。

風溫水平稍提高后,粘土磚內襯的破損嚴重,檢修周期大為縮短;但用高鋁磚后情況即大有好轉。當熱風爐風溫水平進一步提高到10501200,熱風爐上部及拱頂溫度達到13001400℃,熱風爐用耐火材料部頒標準所規定的理化指標也不適應了。雖然各廠實際使用的熱風爐磚理化指標大都提高了,但仍不能適應需要。這不僅要從結構上加以改革(如發展外燃式及頂燃式熱風爐等),而且要進一步提高耐火材料的質量指標。為此,高風溫熱風爐的高溫區域應采用Al2O3含量為5565%的高密度高鋁磚。制磚原料也應與生產高爐磚一樣精選,它應規定的主要指標是荷重軟化點、高溫蠕變、殘余收縮、熱穩定性及抗渣性等。

過去慣用荷重軟化溫度作為衡量耐火材料高溫結構強度的唯一質量指標,這個指標不能說明長時間處于高溫下的變形。實際上用荷重軟化溫度達1500的高鋁磚于熱風爐高溫區,在拱頂溫度1369的操作條件下,經一段時間使用,耐火磚就發生變形或出現軟化的情況。為此尚應考慮耐火磚在高溫下隨時間而產生變形(即蠕變率)的指標。

熱風爐高溫區不僅長期處在高溫,而且在煤氣灰侵蝕的惡劣條件下工作,格子磚由于雙面受熱,其變質程度比爐墻及拱頂更嚴重。格子磚渣化后就失去蓄熱能力。用A12O3 50%左右的高鋁磚其抗渣性雖比粘土磚好得多,但使用幾年后渣化也很嚴重,為此熱風爐高溫區的耐火磚應采用Al2O3 65%左右的高鋁磚,并提高磚的致密度。

采用氧化鋁含量過高的高鋁磚用于熱風爐,不僅沒有必要,而且是有害的。如前所述,Al2O3含量超過75%的高鋁磚,由于它的抵抗溫度急變能力差,易剝落掉片,結果使用壽命往往還不如粘土磚。熱風爐磚的外形質量也很重要,應予以足夠的重視。格子磚的外形公差影響到磚格子砌體的穩定性及有效格孔數,至于拱頂磚與高爐爐底磚一樣,應努力改進外形質量,并采用磷酸鹽泥漿砌球頂磚,可以做到不磨磚。

熱風爐中下部低溫區用粘土磚也應向高密度方向發展,同時應不降低耐火磚的熱穩定性。耐壓強度僅為150200公斤/厘米2的耐火磚不能滿足使用要求,不少熱風爐中下段格子磚發生壓裂甚至被壓碎。由于耐火磚的抗磨性差,格子磚邊緣與爐墻的磨損都很厲害(由往復熱交換產生格子磚的往復熱膨脹,而上下往復摩擦)以致熱風爐使用幾年后積灰達510噸,甚至多達幾十噸的。故中下段用耐火磚的耐壓強度應提高到400公斤/厘米2以上。

對于高風溫熱風爐的高溫部分現發展采用硅磚,它可以適應風溫水平提高到12001300℃,拱頂溫度達14001500℃的條件。硅磚的荷重軟化溫度高達16401680℃。硅磚的耐高溫蠕變的優異性能是粘土磚和高鋁磚無法與之相比的。一般熱風爐高鋁磚顯氣孔率為1826,抗壓強度200800公斤/厘米2,荷重軟化溫度13001520℃,4公斤/厘米2荷重1400℃溫度保持3小時的蠕變率為了714%。Al2O3 6575%的高鋁磚,同樣條件的蠕變率為3%。而硅磚的蠕變率只有0.1%。硅磚的主要弱點是高溫冷至600℃以下因多晶型轉變,體積變化很大,300℃以下體積有劇烈變化達9%。所以熱穩定性只有12次即破裂。但在高溫下硅磚的熱穩定性良好。所以熱風爐高溫部分采用硅磚能得到良好的效果,但燃燒室底部及蓄熱室中下部等不宜采用硅磚。

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