耐火材料在加热炉上的发展和应用.doc

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1、耐火材料在加热炉上的发展和应用咐火材料在加热炉上的发展和丿'、'〃IJ1・前言耐火材料对加热炉的炉型有着极人的影响，耐火材料的技术进步和耐火材料的性能、质量，不仅影响加热炉的炉型结构，而且影响着加热炉的运行状况、维修次数和使用寿命。我国加热炉用耐火材料先后采用了普通粘十•砖、高铝砖；捣打料、可塑料、普通浇注料和高性能浇注料时期。近年來，随着蓄热式燃烧技术在加热炉上的应用，使得对耐火材料制成的，能够承受高温和频繁热交换的蓄热体要求也越来越高。木文叙述了耐火材料在加热炉上的发展和应用，着重对蓄热体材料在使用过程屮的问题进行了分析。2.耐火材料在加热炉上的发展丿力程及丿勺用

2、2.1粘土砖和高铝砖时期70年代以前，我国加热炉川耐火材料主要采用粘土砖和高铝砖，炉型结构主要为拱顶结构。由于使用的耐火材料属于低档材料，高温性能差，加上炉型结构存在缺陷，加热炉使用寿命很低。此外，炉顶砖在运行过程屮易产生松动、脱落以及局部损毁过快，使得加热炉维修频繁，作业率较低。2.2捣打料、可蜩料、粘土浇注料和水泥结合普通浇注料时期70年代后期至80年代，加热炉上开始釆用捣打料、可草料、粘土浇注料和水泥结合普通浇注料。上述材料在加热炉上的丿应用，改变了传统的砖砌炉体结构，开始了不定型耐火材料在加热炉上的应川时期。采川捣打料、可幫料、粘十.浇注料和水泥结合普通浇注料

3、砌筑的炉体结构，不仅可以采用平顶结构，方便砌筑，而且炉体的整体性好，气密性好，有利于加热炉的操作和维护。表1给出了典型捣打料、可赠料、粘土浇注料和水泥结合普通浇注料的理化性能。表1捣打料、可煩料、粘土浇注料和水泥结合普通浇注料的理化性能上述材料尽管存在着齐口的局限性，在使用过程中受到了一定的制约，但它开辟了不定型耐火材料在加热炉领域丿应川的先河，为不定型耐火材料在加热炉领域的发展和加热炉炉型结构的改进萸定了基础。2.3低水泥、超低水泥和无水泥浇注料时期80年代后期，随着不定型耐火材料技术的不断进步，低水泥、超低水泥和无水泥浇注料等一系列高技术耐火材料在我国问世，并在冶

4、金工业的各种热丁窑炉上得到应用。低水泥、超低水泥和无水泥浇注料是利用流变学原理，最紧密堆积理论和越细粉技术，在普通浇注料基础上发展起來的…类高技术耐火浇注料。由于采用了最紧密堆积理论和超细粉技术，这类材料具有气孔率低、气孔尺寸细小、密度人、体积稳定性好、强度高和加水量低等特点。超细粉材料不仅能充填在浇注料的颗粒间隙，降低浇注料的气孔尺寸，提高浇注料的致密性和体积稳定性，而且由于超细粉材料具有极高的表血能，能使浇注料形成凝聚结合，并在中温下就开始产牛固相烧结，从而使低水泥、超低水泥和无水泥浇注料具有极高的低温强度和中高温强度。同传统的水泥结合浇注料和比，低水泥、超低水泥

5、和无水泥浇注料最突出的特点是在800〜1200°C范围内的强度显著提高，不存在传统的水泥结合浇注料在该温度下的强度低谷区。低水泥、超低水泥和无水泥浇注料在各个温度下的强度，都比传统的水泥结合浇注料要高，而且，低水泥、超低水泥和无水泥浇注料的强度随着处理温度提高而增加。表2给出了低水泥、超低水泥和无水泥浇注料和传统的水泥浇注料的性能。从表小可以看出，同传统的水泥结合浇注料相比，低水泥的强度高出BO^BOPa,而加水量则降低了。图1给出了低水泥和传统水泥结合浇注料在800〜1200°C范I围内肓明显的强度低谷区，而低水泥浇注料的强度则随着温度的升高而增加，不存在强度低谷区

6、的问题。表2低水泥、超低水泥和无水泥浇注料和传统的水泥结合浇注料的性能由于低水泥、超低水泥和无水泥浇注料性能优良，砌筑方便，90年代以来，我国许多加热炉U采用了低水泥、超低水泥和无水泥浇注料整体浇注结构。然而，由于在低水泥、超低水泥和无水泥浇注料屮都加入了细粉，这类材料的气扎率很低，导致在烘烤过程屮水分排除非常困难。这就要求烘炉时间长，烘炉曲线制定的非常合理，并严格按照烘炉曲线执行，如果控制不当，有可能产生爆裂，岀现严重的安全和质量事故。此外，由于低水泥、超低水泥和无水泥浇注料属于触变性材料，在材料的施工过程小，需要有强制振动才能使Z充填致密，保证其良好的结构强度，因

7、此，这类材料的施工劳动强度很人，如果振动不够，会导致局部出现空洞，尤其是加热炉炉顶锚固砖周围，从而影响整体强度和气密性。在轧钢加热炉上，采用较多的是低水泥浇注料系列，主要品种有低水泥耐火浇注料、超低水泥耐火浇注料、无水泥耐火浇注料三类。与传统水泥结合浇注料相比，在成分组成来看，主耍是CaO含量、水泥加入量和加水量不同，见表3。表3各种低水泥耐火浇注料与水泥耐火浇注料比较2.4耐火材料在炉墙及炉顶的丿勺用随着新型耐火材料利I保温材料的岀现和迅速推广使丿U,轧钢加热炉的炉墙结构也发生了很人的变化，图2示出轧钢加热炉的三种典型炉墙结构。G）为最普通采用的一