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耐火材料在熱風(fēng)爐上的應(yīng)用

發(fā)表時(shí)間:2021-04-06 10:32
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耐火材料在熱風(fēng)爐上的應(yīng)用
高爐熱風(fēng)爐是一種蓄熱式熱交換器,是能將鼓入高爐助燃的空氣由常溫加熱到高溫的熱工設(shè)備。20世紀(jì)50年代高爐熱風(fēng)爐的工作風(fēng)溫一般為800℃左右,70年代超過1020℃,90年代最高達(dá)1350℃。中國(guó)寶山鋼鐵(集團(tuán))公司熱風(fēng)爐設(shè)計(jì)的風(fēng)溫為1250℃。由于風(fēng)溫的提高,操作條件更苛刻,因此所用耐火材料也從普通材料向高性能、多品種方向發(fā)展,以滿足高風(fēng)溫操作的需要。


熱風(fēng)爐用耐火材料除了考慮體積密度及與熱容量有關(guān)的比熱容外,抗蠕變性能仍是最重要的指標(biāo)。抗熱展性與強(qiáng)度,外形準(zhǔn)確且無殘余膨脹也都是重要的指標(biāo)。


爐體用耐火材料熱風(fēng)爐爐體由蓄熱室和燃燒室組成。熱風(fēng)爐一般用高爐煤氣或高爐與焦?fàn)t的混合煤氣作燃料,也有采用焦?fàn)t煤氣或重油等作燃料的,其操作溫度為1300~1600℃.溫度自爐頂往下逐漸降低。由于爐體結(jié)構(gòu)和操作溫度不同,各部位所用耐火材料及其損毀情況也有差異。爐體一般選用超級(jí)或高級(jí)粘土耐火磚、高鋁耐火磚、硅磚、莫來石磚、硅線石磚、紅柱石磚和一些不定形耐火材料。損毀部位主要是燃燒室、格子磚砌體的上部、內(nèi)燃式爐的隔墻和外燃式爐的過橋等處。其損毀原因主要是高溫、溫度變化形成的熱應(yīng)力和粉塵的化學(xué)侵蝕等。熱風(fēng)爐使用壽命為15~20年,其間對(duì)易損部位需進(jìn)行小修。


(1)蓄熱室用耐火材料當(dāng)熱風(fēng)溫度低于900℃時(shí),高溫部位襯磚和格子磚砌體上層用高鋁磚,其余均用高級(jí)粘土耐火磚;溫度為900~1100℃時(shí),高溫部位襯磚和格子磚則選用高鋁耐火磚、莫來石磚或硅線石磚,其余部位用高鋁磚和高級(jí)粘土磚;風(fēng)溫高于1100℃時(shí)其高溫部位必須選用低蠕變高鋁耐火磚、莫來石磚和硅磚。爐襯絕熱層所用隔熱磚必須與工作層襯磚材質(zhì)相同或近似。


格子磚的形狀、尺寸和排列方式,對(duì)傳熱效率有較大影響。普遍用蜂窩狀格子磚,也有用大塊多孔或咬合式格子磚的。熱風(fēng)爐球頂或過橋部位的爐殼,當(dāng)拱頂溫度超過1450℃時(shí),將生成大量Nox等氣體,與冷凝水作用形成腐蝕及,使?fàn)t殼產(chǎn)生腐蝕,并在熱應(yīng)力作用下產(chǎn)生裂紋或開裂。為此,除適當(dāng)控制溫度外,可加厚絕熱層、鋪以鋁波紋板或者噴涂一層耐酸料。


(2)燃燒室用耐火材料
燃燒室所用的耐火材料與蓄熱室用的基本相同,也有用莫來石磚或者莫來石磚配用硅磚砌筑的;燃燒器的空氣、煤氣通道一般用粘土磚和高鋁耐火磚砌筑,其上部帶輻射孔(噴嘴)的部位可用莫來石磚或莫來石剛玉磚砌筑或堇青石制成,使用壽命2~4年。該部位采用高鋁質(zhì)耐火澆注料預(yù)制帶噴嘴口的部位,也獲得了較好的使用效果。


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