高爐、熱風(fēng)爐內(nèi)襯用耐火磚知識介紹

在高爐中，上部主要采用質(zhì)粘土磚和高鋁磚，爐腹采用碳化硅耐火磚和高強(qiáng)度碳化硅風(fēng)口組合磚。熱風(fēng)爐內(nèi)襯采用粘土磚、高鋁磚、硅線石磚、莫來石磚、硅磚等。

 

 

 

熱風(fēng)爐襯的作用是保溫和承受高溫荷載。因此，在確定各部位耐火磚的材料和厚度時(shí)，應(yīng)根據(jù)砌體的溫度、負(fù)荷和保溫要求，以及煙氣對砌體的物理化學(xué)作用。

 

高爐熱風(fēng)爐熱設(shè)備用于室溫空氣的高溫加熱，因此高溫空氣可用于支持高爐燃燒。高爐熱風(fēng)爐分為內(nèi)燃型和外燃型。熱風(fēng)爐體由再生器和燃燒室組成。

高爐熱風(fēng)爐通常采用高爐煤氣和焦炭爐煤氣混合燃料，空氣加熱至1300~1600℃。在機(jī)械載荷和高溫的作用下，高爐熱風(fēng)爐砌體會收縮變形，甚至出現(xiàn)微裂紋，因此高爐熱風(fēng)爐耐火材料應(yīng)具有較大的熱容量、良好的抗蠕變性、較高的荷載軟化溫度、良好的高溫強(qiáng)度和良好的抗熱震性能。當(dāng)熱空氣溫度低于900℃時(shí)，火泥磚是合適的。當(dāng)熱空氣溫度為900~1100℃時(shí)，高溫部分爐襯和格子磚應(yīng)為剛玉莫來石磚硅磚。

 

現(xiàn)代高爐技術(shù)現(xiàn)代化的內(nèi)容之一是采用高溫技術(shù)。提高送往高爐的熱風(fēng)溫度不僅可以降低焦比，還可以提高鐵水產(chǎn)量。我國大部分高爐風(fēng)溫在1000~1100℃之間，有的甚至低于1000℃，有的大于1200℃。目前國外平均風(fēng)溫在1100-1200℃之間，個(gè)別熱風(fēng)爐平均風(fēng)溫在1350℃左右。熱風(fēng)爐通常采用高爐氣體加熱。要時(shí)，也可使用高熱值燃料，如焦?fàn)t煤氣或重油。隨著社會對鋼鐵質(zhì)量的要求越來越嚴(yán)格，鋼鐵廠高爐向大規(guī)模發(fā)展，熱風(fēng)爐作為配套設(shè)施越來越嚴(yán)格，耐火磚的使用壽命也越來越長。

 

煉鐵高爐爐底應(yīng)采用全碳磚或復(fù)合碳磚爐底結(jié)構(gòu)，并采用質(zhì)碳磚砌筑。大型高爐采用碳磚，SiC磚對延長高爐壽命為重要。銅冷卻壁采用后，高爐長壽的薄弱環(huán)節(jié)已從爐體中下部、爐腰、爐腹轉(zhuǎn)移到爐缸。因此，增加爐缸壽命已成為高爐長壽的關(guān)鍵工作。近年來，我國一批高爐出現(xiàn)了爐缸水溫差升高甚至燒穿的現(xiàn)象。應(yīng)采取綜合措施解決這一問題。

風(fēng)口帶應(yīng)采用組合磚結(jié)構(gòu)，一般采用剛玉莫來石耐火磚，或棕剛玉磚，也可采用熱壓碳磚NMA或NMD磚。

 

高爐爐缸侵蝕的原因有：化學(xué)侵蝕、水蒸氣氧化、鋅堿金屬、熱應(yīng)力損傷。

采用導(dǎo)熱性高的微孔碳磚，加強(qiáng)爐缸冷卻壁的冷卻，使渣鐵形成凝固的1150℃溫度殘留在碳磚中，遠(yuǎn)離冷卻壁。目前，外高爐爐缸、爐底結(jié)構(gòu)有三種基本類型：一種是大碳磚砌筑，爐底陶瓷墊；二是熱壓小碳磚，爐底陶瓷墊；三是大或小碳磚砌筑，爐底陶瓷杯。以上三種結(jié)構(gòu)形式都有高爐長壽的實(shí)踐實(shí)例。

 

外高爐均采用高導(dǎo)熱碳磚、微孔碳磚和陶瓷墊結(jié)構(gòu)。高噴煤比高爐在操作中強(qiáng)調(diào)活躍爐缸中心，并要求爐底中心保持適當(dāng)?shù)臏囟取Ｒ虼?，人們逐漸關(guān)注陶瓷墊的耐熱性和陶瓷墊壽命的提高，希望獲得爐底中心溫度適中。

 

陶瓷杯的綜合爐底結(jié)構(gòu)在學(xué)術(shù)上存在爭議。有人認(rèn)為陶瓷杯的作用很大，應(yīng)該加強(qiáng)；其他人認(rèn)為陶瓷杯會在一定時(shí)間內(nèi)消失，碳耐火磚起主導(dǎo)作用。爐缸側(cè)壁還采用高耐鐵水滲透性、高導(dǎo)熱性、高密度壓碳磚。總的來說，這兩種方法各有缺點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)高爐的長壽，經(jīng)濟(jì)成本也不同。

 

推廣質(zhì)微孔、超微孔碳磚（高密度碳化硅磚在1400℃以上，8小時(shí)以上）和壓小碳磚后，我國高爐壽命顯著提高。

剛玉莫來石磚火泥磚硅火泥砂漿磚氧化鋁絕緣硅保溫磚主要采用熱空氣管和分支管、再生方形燃燒室、熱空氣火泥磚蓄熱器主管砌體、燃燒室、方形模式上再生器、燃燒室、空氣混合室再生器、燃燒室。

項(xiàng)硅砂漿硅保溫砂漿碳化硅澆注料莫來石磚高鋁保溫磚高鋁砂漿采用襯石英磚襯硅保溫磚蓄熱器上部和燃燒室再生器上部中部空氣混合室蓄熱器中部，燃燒室中部襯高鋁磚。

高鋁磚土礦水泥火泥磚的組合，應(yīng)用于蓄熱器上方、燃燒室等。

 

耐火磚砌筑熱風(fēng)爐頂部的要點(diǎn)

熱風(fēng)爐頂砌筑要點(diǎn)：一是控制直筒（圓柱段）頂磚表面的標(biāo)高和平整度；二是控制爐頂內(nèi)表面的幾何形狀，保證各部位膨脹縫的質(zhì)量（包括尺寸、填充密實(shí)度等）。

（1）直管耐火磚底部前，應(yīng)根據(jù)上層磚表面的設(shè)計(jì)標(biāo)高和耐火磚的實(shí)際厚度（10層磚可預(yù)設(shè)測量），確定磚板上的找平層標(biāo)高，并在已建成的保溫磚表面劃出磚線，逐層控制標(biāo)高和平整度砌筑。用半徑桿逐環(huán)檢查和控制砌體內(nèi)徑。

 

（2）弧形段的磚層采用金屬鉤砌筑。上磚用鉤子的長臂固定在下磚上。一開始，每4.5塊用鉤子，隨著斜度的增加，鉤子的數(shù)量增加。在后幾塊環(huán)磚中，每塊磚都需要一個(gè)鉤子，每個(gè)環(huán)磚的鉤子應(yīng)在關(guān)閉后拆除。

 

旋轉(zhuǎn)模型通常用于控制弧段砌體的幾何內(nèi)形，如圖1所示。旋轉(zhuǎn)模型由五合板制成，固定在中心軸上，沿軸旋轉(zhuǎn)。五合板表面標(biāo)有磚線，作為每層磚砌筑的導(dǎo)線。同時(shí)，應(yīng)逐層檢查砌體的水平半徑和高度尺寸。根據(jù)水平內(nèi)徑和角度計(jì)算每層磚的水平半徑和高度尺寸的具體值。

當(dāng)磚的形狀尺寸誤差超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)，會導(dǎo)致弧段砌體的高向斜度偏差。因此，應(yīng)提前通過預(yù)砌體和計(jì)算進(jìn)行糾正。砌體的高向斜度也應(yīng)經(jīng)常檢查。

 

弧段外環(huán)耐火保溫磚（包括耐火陶瓷纖維或聚乙烯稀泡沫板）應(yīng)與內(nèi)環(huán)耐火磚交替砌筑；外環(huán)保溫磚與爐殼噴涂層之間的耐火陶瓷纖維或澆筑材料也應(yīng)及時(shí)填充，不得太遠(yuǎn)。溫度測量孔段為爐頂?shù)姆忾]部分，呈喇叭形。砌筑前，下部設(shè)置小拱形和中心輪桿，以找到圓形。溫度測量孔磚應(yīng)采用組合磚，否則應(yīng)提前加工，預(yù)組裝編號，以便在施工過程中進(jìn)入座位。