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焦爐用定制耐火材料有何變化

半個世紀以來,焦爐與高爐大型化相呼應,焦爐也發展為大型化,伴隨著大型化的發展,耐火磚尺寸也有若干的變化,重要部位的炭 化室壁的耐火磚(硅質耐火磚)情況從熱傳導的關系可以看到壁厚向薄壁化方向發展。另外,同時看到,耐火磚的大型化,一般要增大溫度升降時的接縫處的交錯,為使耐火磚結構體的應力均一化,在焦爐使用的情況下要格外重視砂漿。以下講解焦爐用定制耐火材料具體的變化:

焦爐炭化室的硅質耐火磚在使用中如何變質,和損耗是否有關,這是窯爐壽命特別是爐齡高的焦爐中要關注的事情,對此,國內外進行了多項的調查,特別是西德有關壽命從4.5年到42年的10座焦爐使用之后的調査,為此提供了許多有益的參考,耐火磚內各種添加劑成分在使用中的移動形態和殘留石英的鱗石英化的狀況,以及殘留石英多的窯爐初期,應盡量避免1250℃以上的急劇升溫等對爐子操作的見解都體現在上述的調査報告當中。焦爐炭化室爐壁的損傷從耐火磚的變質層形成開始,經過接縫處的變質,體現在爐壁耐火磚的破損。

許多的解剖調査和操作經驗正如所示的那樣,在對焦爐壽命提高的貢獻中,由于炭化室接縫、耐火磚氣孔中炭素物質的侵入,適應了碳氧化物類復合組織的形成和操作爐齡,特別是開爐初期存在爐體內耐火磚構造拘束應力的極小的調格控制(由于護爐拉條)也是如此。

這方面不僅只限于焦爐的炭化室,對于長時間使用耐火材料的對策,除了耐火材料自身之外,爐體設計、操作方法的因素也很大。在焦爐超過20年壽命的情況下,其爐齡的各種經驗反映在下一代耐火材料的材質上是非常難的工作,這里,對這種極長壽命爐所采取的耐火材料技術方面的措施是有其難度的,需要下很大的功夫。

作為焦爐炭化室耐火材料的硅磚,包含其經濟性,若去除其中的一個難點,可以說是合適的材料,其難點是熱傳導性低。

對此,從兩個方面探討了提高其熱導率的對策,一個是與硅磚相比,用熱導率高的耐火磚材質更換。有若干個研究機構(如西德的Bergbau-Forschung公司),從1970年到1980年之間研究了氧化鎂、碳化硅質材料轉換的可能性,但都沒有成功。

另一個是保持硅磚所具有的特性(體積穩定性),通過添加物質使其致密化進一步促進的方法。嘗試了作為添加物的Cu2O、 TiO2、金屬Si等方法,也嘗試了磷酸類的浸漬方法,添加Si3N4方式的作為超致密“super-dense”的硅磚得到較高的評價。

焦爐心臟部位的炭化室、燃燒室以外也使用大量的耐火材料,其大部分是黏土,我們可以看到在這半個世紀當中黏土的質量有很大變化,但是,為代替以往的黏土,從1960年開始,各國在炭化室的入口部位有效的使用了耐熱沖擊性好的材料(例如,熔融硅質)。伴隨著上升管內附著炭素物質的除去后而產生的對內襯 損傷效果的措施,近年來,嘗試了熱噴補和新材質(涂釉堇青石耐火磚)的使用方法。

進一步的是從1970年開始,各公司以附屬焦爐的形式采取了排熱回收方式和環保措施,設立的CDQ (焦爐干熄焦設備)設備中也使用了耐火材料,主要是高爐爐身上部的黏土耐火磚中使用了類似的物質其損傷結構因部位不同而不同,判定主要損傷為機械摩擦損耗和熱沖擊所造成。

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