耐火材料在熱風(fēng)爐上的應(yīng)用

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1350℃。中國寶山鋼鐵（集團）公司熱風(fēng)爐設(shè)計的風(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)?？篃嵴剐耘c強度，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。爐體一般選用超級或高級粘土耐火磚、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，其間對易損部位需進行小修。

（1）蓄熱室用耐火材料當(dāng)熱風(fēng)溫度低于900℃時，高溫部位襯磚和格子磚砌體上層用高鋁磚，其余均用高級粘土耐火磚；溫度為900~1100℃時，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粘土磚；風(fēng)溫高于1100℃時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，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。