熱風(fēng)爐用耐火材料及砌筑介紹

熱風(fēng)爐需要耐火材料具有較高的耐火度和荷重軟化溫度，蓄熱室下部需要抗壓強(qiáng)度高的耐火材料。

 

 

不同工況下熱風(fēng)爐各部位的工作狀態(tài)和破損特點(diǎn)以及對(duì)熱風(fēng)爐耐火材料理化性能的要求不同。熱風(fēng)爐用磚基本上可以分為兩個(gè)主要部分：高、中低溫區(qū)。

熱風(fēng)爐耐火磚在高溫高壓下工作，其條件非常惡劣。

 

熱風(fēng)爐內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的高溫火焰和燃燒產(chǎn)物直接沖刷爐墻和拱頂?shù)哪突鹌鲶w，煙氣中的塵土與耐火材料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，格磚和爐墻受栽荷長時(shí)間作用后發(fā)生變形，等等，都會(huì)對(duì)砌體造成破壞。

 

磚石結(jié)構(gòu)受高溫的影響，內(nèi)表面溫度高，外表面溫度低，內(nèi)部膨脹大，外膨脹小，所以磚石的內(nèi)壓應(yīng)力和外拉應(yīng)力較大。磚內(nèi)壁易受局部壓壞，導(dǎo)致磚表面熱解剝落和磚縫開裂，導(dǎo)致磚拱或拱頂磚下沉。燒成物中的塵土與磚發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在高溫下熔化形成低熔點(diǎn)的化合物，這也是造成拱頂磚脫落的原因之一。這種剝落現(xiàn)象在大型熱風(fēng)爐中較為嚴(yán)重，尤其是當(dāng)操作不當(dāng)導(dǎo)致溫度過高時(shí)，剝落更為嚴(yán)重。

 

格磚或爐墻的下部水平面，由于自身承受較大的壓載，再加上溫度的反復(fù)波動(dòng)，砌體易產(chǎn)生開裂和變形。

近幾年，由于煤氣凈化設(shè)備的改進(jìn)，煤氣含塵減少了很多，但是仍然有粉塵。煙塵中的氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂等堿性物質(zhì)與格磚發(fā)生反應(yīng)，煙塵中的氣溶膠通過在格磚中形成的液相侵入磚體內(nèi)，可使耐火磚的燒結(jié)顆粒逐漸熔化，液相逐漸增加，后在熱交換面形成低熔點(diǎn)、低粘度的熔融體，冷卻后形成玻璃體，一般稱為渣化。

 

熱風(fēng)爐砌筑的工作溫度以耐火磚的高表面溫度為準(zhǔn)，并作為選材的標(biāo)準(zhǔn)。熱風(fēng)爐高溫部位，包括拱頂、燃燒室上部、再生室上部的格磚和爐墻，以拱頂溫度作為工作溫度，因此，耐火材料的耐火性和蠕變溫度應(yīng)高于拱頂溫度。這部分多選用硅磚或高品質(zhì)的高鋁磚。

由于蓄熱室內(nèi)的中低溫，可分別選擇高鋁磚和粘土磚?；馉t下部溫度波動(dòng)較大，應(yīng)采用體積穩(wěn)定性好、熱脹冷縮的高鋁磚。

熱風(fēng)爐的主要附件包括管道，閥門和燃燒器。

熱風(fēng)爐是一種高溫高壓設(shè)備，它的燃料是易燃、易爆和有毒的。所以熱風(fēng)爐管道和閥門須工作可靠，能承受高溫和高壓，滿足工藝操作的要求，所有閥門須有良好的密封性能。

熱風(fēng)爐是一種用鼓風(fēng)機(jī)輸送冷風(fēng)來加熱熱風(fēng)的設(shè)備。改善熱風(fēng)爐效率對(duì)于降低煉鐵能耗具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

 

熱風(fēng)爐用耐火磚

熱風(fēng)爐是高爐的主要附屬設(shè)備。在1200-1350℃的高溫下，熱風(fēng)爐耐火磚受高溫影響；突氣熱交換過程中溫度的急劇變化；高爐煤氣帶塵的化學(xué)腐蝕；燃燒氣體的腐蝕；以及機(jī)械載荷。由于熱風(fēng)爐是高架結(jié)構(gòu)，蓄熱室、燃燒室等處的耐火磚在機(jī)械載荷及高溫作用下，會(huì)發(fā)生收縮變形，產(chǎn)生裂紋，影響熱風(fēng)爐的使用壽命。熱風(fēng)爐用耐火磚的總體要求是：蠕變速率小，熱容量大，耐熱震性好，高溫強(qiáng)度高。特別是耐火磚的選擇，主要取決于熱風(fēng)溫度。風(fēng)溫度在900℃以下時(shí)，一般選用粘土磚；風(fēng)溫度在900~1000℃時(shí)，高溫部位爐灶內(nèi)的耐火磚主要使用高鋁耐火磚、莫來石耐火磚或硅線石；風(fēng)溫度在1100℃以上時(shí)，一般使用高鋁耐火磚、莫來石耐火磚和硅磚等作爐灶內(nèi)或格子磚。在風(fēng)溫升高至1200℃以上時(shí)，高鋁耐火磚無法滿足要求，上部熱風(fēng)爐、隔墻、蓄熱室需要質(zhì)硅磚。針對(duì)硅磚熱容小的特點(diǎn)，在硅磚層格子磚下采用低蠕變的高鋁型耐火磚。熱風(fēng)爐的作用是把擬鼓入高爐內(nèi)助焦燃燒的空氣從常溫加熱到高溫(大約1200-1350℃，高于爐拱150-250℃)。采用高風(fēng)溫技術(shù)是現(xiàn)代高爐技術(shù)現(xiàn)代化的內(nèi)容之一。高爐爐膛熱風(fēng)溫度升高，不但可以降低焦比，而且可以提高鐵水產(chǎn)量。大多數(shù)高爐風(fēng)溫在1000~1100℃之間，有的甚至低于1000℃，寶鋼的風(fēng)溫超過了1200℃。當(dāng)前國外平均風(fēng)溫在1100~1200℃之間，個(gè)別熱風(fēng)爐可達(dá)到1350℃左右。通常用高爐煤氣加熱熱風(fēng)爐，要時(shí)還可使用焦?fàn)t煤氣或重油等高熱值燃料。由于社會(huì)對(duì)鋼鐵質(zhì)量的要求越來越高，鋼鐵廠高爐向大型化方向發(fā)展，熱風(fēng)爐作為輔助設(shè)備也越來越嚴(yán)格，對(duì)耐火磚的使用壽命要求也越來越高。

 

熱風(fēng)爐用耐火磚砌筑

為防止地基不均勻沉降，在安排熱風(fēng)爐組砌筑順序時(shí)，應(yīng)保持對(duì)稱平衡。在熱風(fēng)爐上施工先噴涂后砌筑耐火磚。內(nèi)燃燒式熱風(fēng)爐砌筑耐火磚一般采用單段施工，爐墻、爐墻、格子墻交替砌筑。先在高爐上砌筑爐墻到一定高度后，再在高爐上砌筑格子耐火磚(一般燃燒室墻與高爐墻交替砌筑，燃燒器可與格子耐火磚同時(shí)砌筑)，然后用橡膠帶將格子格子格子嚴(yán)密鋪蓋，按此順序重復(fù)砌筑高爐墻、高爐墻、格子耐火磚，后砌筑高爐頂部。懸掛于爐頂小孔凸緣上。當(dāng)爐殼有噴漆時(shí)，設(shè)置吊盤或搭設(shè)鋼管架，先噴漆完畢，再開始砌筑耐火磚。內(nèi)燃式熱風(fēng)爐砌筑，因工期要求，兩段施工均需在直筒上部設(shè)置工作平臺(tái)(保護(hù)棚)；爐頂和直筒噴涂與砌筑耐火磚分上、下兩段平行施工；也可以是爐頂和直筒部同時(shí)噴涂，砌筑耐火磚從下至上一段施工。燃燒室吊盤懸掛在平臺(tái)下。頂燃熱風(fēng)爐砌筑順序與內(nèi)燃熱風(fēng)爐基本相同，只有下部燃燒器與爐壁的砌筑工序較少。外部燃燒熱風(fēng)爐三室(再生室、燃燒室和混風(fēng)室)或二室(再生室和燃燒室)根據(jù)現(xiàn)場情況和資源配置(勞動(dòng)力、機(jī)械設(shè)備、材料等)，可一室一室或平行施工。蓄熱室內(nèi)砌筑耐火磚可一段施工，也可兩段施工，還可分三段施工：段施工為從下向上先砌爐墻(含格子耐火磚)，第二段施工為爐頂施工；第二段施工為直筒上部施工，第三段施工為直簡上部施工，第四段施工為直簡上部施工，第五段施工為直簡上部施工，第六段施工為直簡上部施工，第七段施工為直簡上部施工，第八段施工為直簡上部施工，第九段施工為直簡上部施工，可平行操作或先完成直筒部的噴涂，完成直筒部與爐頂?shù)膰娡?，在直筒部砌筑耐火磚階段完成錐部的噴涂，爐頂?shù)膰娡?，直至錐部砌磚完成。

 

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