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1、,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,熱風(fēng)爐用耐火材料的選擇與使用,1,、簡述,熱風(fēng)爐是高爐的重要附屬設(shè)備之一，對熱風(fēng)爐的總要求是：實現(xiàn)高風(fēng)溫和長壽。,熱風(fēng)爐各部位的工作環(huán)境,a,、熱風(fēng)爐爐襯和格子磚經(jīng)常受到急冷急熱變化的作用；,b,、受到堿金屬的侵蝕；,c,、熱風(fēng)爐本身受載荷作用；,綜上所述，熱風(fēng)爐砌體受：,12001350,的高溫作用；,熱交換過程中溫度的急劇變化的作用；,高爐煤氣帶入灰塵的化學(xué)侵蝕作用；,燃燒氣體的沖刷作用；,機(jī)械載荷作用等。,所以選

2、擇耐火材料時的總體要求是：,蠕變率小，熱容量大，高溫強(qiáng)度及熱穩(wěn)定性好，具有良好的抗熱震性。,2,、耐火材料的選擇,熱風(fēng)爐用耐火材料的選擇主要是由熱風(fēng)溫度決定的，當(dāng)熱風(fēng)溫度低于900 時，一般選擇黏土磚砌筑，有的使用壽命可達(dá)20年；當(dāng)風(fēng)溫高于900 時，高溫部位的爐襯和格子磚那么采用高鋁磚、莫來石磚、硅線石磚和硅磚等。當(dāng)然，還要考慮材料的價格等經(jīng)濟(jì)因素。,我國熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)形式除采用傳統(tǒng)內(nèi)燃式外，還采用新日鐵外燃式、頂燃式等，選用的耐火材料也從一般的高鋁磚和黏土磚，到采用高溫特性較好的優(yōu)質(zhì)高鋁磚和硅磚，特別是在熱風(fēng)爐高溫區(qū)必須采用低蠕變耐火材料這一觀點已為廣闊設(shè)計及生產(chǎn)廠家所接受。隨著寶鋼1號高爐耐

3、火材料的全套引進(jìn)以及2、3號高爐熱風(fēng)爐耐材的國產(chǎn)化，使我國冶金耐火材料的質(zhì)量上了一個大的臺階。,各地各廠高爐熱風(fēng)爐采用不同的耐火材料，但多數(shù)大同小異。但有一個共同點，即在選擇耐火材料時必須注意：,a、耐火材料的抗高溫荷重蠕變性能；,b、耐火材料的體積穩(wěn)定性和熱膨脹性能；,c、熱風(fēng)爐的換熱效率。,耐火材料的抗高溫蠕變性能,圖中可以看出，硅磚具有,最優(yōu)越的抗高溫蠕變性能，,高溫蠕變率極??；,其次是高鋁磚，包括用高,鋁礬土熟料和硅線石類礦,物為原料制造的高鋁磚，,它們的抗高溫蠕變性能也,很好，且其組成越接近,莫來石的組成，磚的抗,蠕變性能越好。,我國生產(chǎn)的低蠕變制品,主要是參加膨脹劑，,通過其莫來石

4、化所產(chǎn)生,的膨脹來抵抗蠕變壓縮，,即所謂“以脹抵縮。,硅磚的缺點：體積密度小，蓄熱能力差，在600 以下時，,易發(fā)生晶型轉(zhuǎn)化，破壞整體性。因此各國均規(guī)定了硅磚的,最低使用溫度，一般應(yīng)大于600 ，日本那么規(guī)定要大于800 。,另外，在低溫階段烘爐時要慎重進(jìn)行，以保證晶型的緩慢,轉(zhuǎn)化而不損傷砌體。,莫來石磚：荷重軟化溫度和高溫蠕變性能與硅磚相似，,而且低溫時體積穩(wěn)定性好，開停爐較方便；單位體積蓄熱能,力大。但制造能耗高，本錢比硅磚高得多。,黏土磚,硅磚,硅線石磚,莫來石磚,1,0.85,1.14,1.2,耐火材料的體積穩(wěn)定性和熱膨脹性能,熱風(fēng)爐的溫度發(fā)生周期性的頻繁變化，因此耐火材料應(yīng)具有良好的

5、體積穩(wěn)定性和均勻的熱膨脹，以保證大型耐火砌體結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。,各種熱風(fēng)爐磚的體積穩(wěn)定性比較,磚 種,重?zé)郎囟?,重?zé)?2h,后的體積變化,%,硅磚,黏土磚，,Al2O3 42%,紅柱石磚，,Al2O3 50%,Al2O3 55%,Al2O3 60%,高鋁礬土磚，,Al2O3 70%,1500,1400,1500,1500,1500,1600,+0.4,-0.2,+0.2,+0.2,+0.2,+3.3,熱風(fēng)爐的換熱效率,在操作條件相同的情況下，熱風(fēng)爐的換熱效率主要取決于耐火材料的蓄熱能力，熱導(dǎo)率和耐火磚的形狀。,蓄熱能力見圖：,高鋁類耐火材料的蓄熱能力比黏土磚和硅磚高。,耐火材料的導(dǎo)熱性影響格

6、子磚在加熱和放熱過程中的熱量儲存和釋放的速度。,Al2O3-SiO2體系中Al2O3含量的增加，材料的熱導(dǎo)率隨之提高。,材料的體積密度越高、氣孔率越低，其熱導(dǎo)率越高。,熱風(fēng)爐的熱效率還與格子磚的形狀有密切關(guān)系，單位容積內(nèi)的格子磚的總外表積越大，熱交換效率越高,3,、熱風(fēng)爐耐火材料的使用,國外熱風(fēng)爐為了保證平安生產(chǎn)2030年無需大修，根據(jù)各部位的溫度及其溫度變化速度、荷重和氣氛等選擇適合的耐火材料，一般采用黏土磚、高鋁磚和硅磚，但在高溫?zé)犸L(fēng)爐的燃燒室、爐頂和蓄熱室上部使用了優(yōu)質(zhì)莫來石磚和優(yōu)質(zhì)硅磚。,國外熱風(fēng)爐用耐火材料除了要求體積密度、抗熱震性和高溫強(qiáng)度等性能外，特別重視抗蠕變性。在高溫部位一般

7、使用優(yōu)質(zhì)硅磚和低蠕變高鋁磚，同時推薦使用紅柱石磚，在溫度為1450 時，使用Al2O3含量為65%的紅柱石磚，溫度為1350 時，使用Al2O3含量為55%的紅柱石磚。,日本為了提高高爐的生產(chǎn)能力，降低燃料單耗，不斷提高熱風(fēng)爐的送風(fēng)溫度和壓力，使熱風(fēng)爐爐頂?shù)牟僮鳒囟纫延?250 升高到1400 以上，外燃式熱風(fēng)爐爐頂溫度已到達(dá)1550 ，因此耐火材料的使用條件越來越苛刻，對于爐頂磚脫落、隔壁墻磚變形損毀、格子磚蠕變變形損毀等采取了各種措施，尤其是對外燃式熱風(fēng)爐和高溫操作的內(nèi)燃式熱風(fēng)爐，通過改進(jìn)和提高耐火材料的抗蠕變性，改變磚的材質(zhì)，在高溫部位使用各檔次的高鋁磚和硅磚，顯著提高了熱風(fēng)爐的使用壽命

8、，其爐齡已到達(dá)高爐2個爐役以上。,俄羅斯在新建和改建的熱風(fēng)爐高溫部位，其中包括磚格子，根本上都使用硅磚，可將預(yù)熱空氣的溫度提高到1200 1300 ，大幅度延長了使用壽命。近年來，有鋼鐵公司研究開發(fā)出了熱風(fēng)爐磚格子用鎂橄欖石磚和鎂橄欖石鉻磚，其耐壓強(qiáng)度比硅磚高0.51.5倍，導(dǎo)熱率也比硅磚高，在1300 以上的高溫下，熱膨脹率比較高，可以砌筑在硅磚和莫來石剛玉磚上面，并可以砌筑在熱風(fēng)爐磚格子高溫部位的任何高度上。,4,、我國熱風(fēng)爐用低蠕變耐火材料,我國熱風(fēng)爐用磚，尤其是低蠕變磚的2000年才制定了熱風(fēng)爐低蠕變高鋁磚的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，明確并標(biāo)準(zhǔn)了蠕變率指標(biāo)。,我國低蠕變耐材其技術(shù)從無到有，從簡到繁，是

9、寶鋼建設(shè)促使的結(jié)果，也是長期生產(chǎn)實踐的結(jié)果。主要參考了以下兩種技術(shù)類型。,a、日本型：典型的就是寶鋼引進(jìn)熱風(fēng)爐內(nèi)襯耐材，規(guī)定明確的蠕變率指標(biāo)，對荷重軟化溫度指標(biāo)沒有提要求見下表。,我國自行設(shè)計的武鋼5#高爐3200m3熱風(fēng)爐用耐材指標(biāo)也以日本指標(biāo)為依據(jù)。我國的低蠕變高鋁磚行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)指標(biāo)除了在原有的熱風(fēng)爐高鋁磚標(biāo)準(zhǔn)的根底上修訂外，也主要參考日本指標(biāo)，尤其是蠕變率。,b,、荷蘭型：使用紅柱石磚有特色，對紅柱石磚要求蠕變率的溫度并不高，但對化學(xué)成分要求苛刻、嚴(yán)格控制是荷蘭型技術(shù)方案的特色。,我國除在,2000,年的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中引入蠕變率指標(biāo)，在實際操作中，各設(shè)計院、業(yè)主又各顯神通，博采眾長，綜合為一體，提出的技術(shù)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)高、難度大。,從我國低蠕變磚的技術(shù)質(zhì)量要求以及產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量可以說到達(dá)了國際先進(jìn)水平的技術(shù)指標(biāo)要求。目前，不少廠家產(chǎn)品出現(xiàn)的內(nèi)在質(zhì)量偏差的原因主要是價格定得有些過低造成的。另外抗熱震性能有待進(jìn)一步提高。,存在的較大的問題在產(chǎn)品的外形方面：飛邊大、尺寸公差大、顏色不均勻等。,鞍鋼新,1#,高爐熱風(fēng)爐采用,DCE,達(dá)涅利,-,康利斯公司的高風(fēng)溫長壽命內(nèi)燃式熱風(fēng)爐技術(shù)，熱風(fēng)爐格子磚、大墻磚和隔墻的重質(zhì)磚分別采用,1200,低蠕變黏土磚、,1400,低蠕變紅柱石磚、,1500,低蠕變硅磚。,結(jié)語,歡迎對不足與錯誤之處提出批評指正,歡迎對問題進(jìn)行共同探討,謝謝各位支持！,