【正文】 靠推鋼機完成爐內運料任務的連續(xù)加熱爐 。料坯在爐底或在用水冷管支撐的滑軌上滑動，在后一種情況下可對料坯實行上下兩面加熱。爐底水管通常用隔熱材料包覆，以減少熱損失。 ? 步進式連續(xù)加熱爐 靠爐底或水冷金屬梁的上升、前進、下降、后退的動作把料坯一步一步地移送前進的連續(xù)加熱爐。爐子有固定爐底和步進爐底，或者有固定梁和步進梁。前者叫做步進底式爐，后者叫做步進梁式爐。軋鋼用加熱爐的步進梁通常由水冷管組成。步進梁式爐可對料坯實現(xiàn)上下雙面加熱。 它的優(yōu)點是：運料靈活，必要時可將爐料全部排出爐外；料坯在爐底或梁上有間隔地擺開，可較快地均勻加熱；完全消除了推鋼式爐的拱鋼和粘鋼故障，因而使爐的長度不受這些因素的限制。 加熱爐襯材料損毀原因 ? 由于高溫、熱應力、氣流沖刷和機械沖撞而損壞。 爐頂部位特別是加熱段前部和均熱段的爐頂，較易損毀，是整個爐體的薄弱環(huán)節(jié)。因此。爐頂?shù)膲勖?，即代表加熱爐的使用壽命。 ? 高溫段下部、爐底和水冷管包扎層等受到熔融氧化鐵渣的侵蝕作用。 爐體用耐火材料 ? 磚砌爐體 ? 預制塊吊裝爐體 ? 耐火可塑料搗制爐體 ? 襯火澆注料澆灌爐體 ? 全纖維爐體 (1)磚砌爐體 用隔熱磚和耐火磚砌筑的爐襯。 ? 工作層用黏土質耐火磚砌筑，厚度為 230～400mm，爐墻較高需安設高鋁質抗拉磚，以防爐墻傾倒。 ? 絕熱層用黏土質或高鋁質隔熱磚、漂珠磚、硅藻土磚及耐火纖維氈等材料砌筑，厚度為113～ 300mm， 絕熱層 工作層 (2)預制塊吊裝爐體 ? 是用鋁酸鹽水泥、磷酸鹽低水泥和水玻璃等耐火澆注料制造的。如用黏土結合耐火澆注料制作預制塊需配有錨固磚。爐頂預制塊分為拱形和長條形兩種，如配用鋼筋，必須安放在非工作層內。 絕熱層 工作層 (3)耐火可塑料搗制爐體 ? 用耐火可塑料搗打制成的安有錨固件的爐襯工作層。在錨固磚或吊掛磚的間隙部位需填充耐火可塑料料坯，并用風錘或搗固機搗打密實。耐火可塑料爐襯的優(yōu)點是整體性強、燒結性好和高溫強度高。因此，爐襯一般不剝落，使用壽命約 13年。 (4)襯火澆注料澆灌爐體 ? 用耐火澆注料現(xiàn)場澆灌的爐襯工作層。爐墻和爐頂部位的構造與耐火可塑料爐體的相同。錨固磚或吊掛磚安裝就位后，從一側開始布耐火澆注料拌和料，然后用振動器 (捧 )振動密實，應連續(xù)施工、及時養(yǎng)護。 ? 普遍用各種黏土結合或低水泥系列耐火澆注料澆灌爐襯工作層，高溫區(qū)爐底有時用抗渣蝕的剛玉質、莫來石質或鎂銘質耐火澆注料，均熱床則用耐磨的耐熱鋼纖維耐火澆注料進行澆灌。 （ 5）全纖維爐體 ? 燒煤氣的加熱爐采用結晶氧化鋁纖維或硅酸鋁纖維制品做工作層，取得了顯著的節(jié)能效果。 ? 加熱爐全部用耐火纖維作爐襯，與耐火可塑料爐襯相比，總費用雖然高了近一倍，但施工工期可縮短一半，爐壁外表面溫度由 170℃ 降低到88℃ ，即在一年內節(jié)約的燃料費可抵償基建時多花的投資。 二 爐底用耐火材料 ? 爐底工作層厚度為 300～ 400mm， ? 預熱段： 粘土質耐磚， ? 加熱段 ：粘土質或高鋁質耐火磚，其上鋪一層冶金鎂砂以抵抗氧化鐵皮渣的侵蝕，也可用鎂磚或鎂鉻磚直接砌筑一層保護層。 ? 均熱段 ：受高溫和鋼坯沖擊、移動磨損及渣侵蝕等作用，損毀較快。用高鋁磚或鎂磚做工作層時，使用壽命約為半年，改用電熔莫來石磚或剛玉磚使用壽命可延長至 1年左右。 三 爐頂用耐火材料 ? 爐子跨度小時，用楔形磚砌成拱頂，跨度大時用粘土或高鋁質吊掛磚，工作層厚度為 230～250mm，絕熱層厚度約為 70mm，為輕質磚或輕質澆注料，施工時不得埋沒金屬吊掛件。 四 燒嘴磚 ? 是用于各種燒嘴部位的耐火制品，主要起阻止火焰的作用。 ? 該磚及其周圍的襯體經(jīng)常遭受高溫、溫度驟變和氣流沖刷等作用。損毀較快。 ? 用高鋁質或硅線石質 、或用剛玉質或莫來石質低水泥系列耐火澆注料制作 ，壽命為 6個月至 3年。 五 陶瓷滑道用耐火材料（小型推鋼式加熱爐 ） ? 在基墻上砌筑高鋁碳化硅座磚，在爐子長度方向上由棕剛玉－碳化硅質滑軌磚組成陶瓷滑道 。 ? 鋼坯在滑道上移動，實現(xiàn)上、下兩面加熱，具有耗能少、鋼坯上無黑印等優(yōu)點。陶瓷滑道承受高溫、鋼坯荷重、高溫磨損和氧化鐵皮渣侵蝕等作用，使用條件較苛刻，其壽命1年左右。 六 水冷管絕熱用耐火材料 ? 大、中型推鋼式或步進梁式加熱爐，爐底水冷管由縱向、橫向分布的和起支撐作用的厚壁水冷管組成。 ? 絕熱的目的是降低冷卻介質帶走的熱量、減少鋼坯黑印和提高加熱質量。 ? 絕熱方式分為異型黏土磚鑲嵌或馬蹄形磚吊掛、耐火可塑料或耐火澆注料制成的焊瓦式預制塊焊接及用該料與耐火纖維氈現(xiàn)場包扎等。 第二節(jié)熱交換與高傳熱耐火材料及窯爐應用實例 ? 高導熱硅磚 ? 碳質耐火材料 ? 碳化硅質耐火材料 一 硅質耐火材料在焦爐上的應用 ? 現(xiàn)代煉焦爐由炭化室、燃燒室、 蓄熱室、斜道區(qū)、爐頂、基礎、 煙道等組成。 焦爐工作的基本流程 ? 炭化室中煤料在隔絕空氣條件下 將煤加熱到 950～1100℃ 變成焦炭和其它副產(chǎn)品。 ? 一座焦爐有幾十個炭化室和燃燒室相間配置，用耐火材料隔開。每個燃燒室有 20～ 30個立火道。來自蓄熱室的經(jīng)過預熱的煤氣（高熱值煤氣不預熱）和空氣在立火道底部相遇燃燒，從 側面 向炭化室提供熱量。蓄熱室位于焦爐的下部，利用高溫廢氣來預熱加熱用的煤氣和空氣。斜道區(qū)是連接蓄熱室和燃燒室的斜通道。炭化室、燃燒室以上的爐體稱爐頂。 ? 一座焦爐的壽命一般為 25～ 30年，所用耐火材料主要為硅磚、黏土磚、高鋁磚。 1 炭化室與燃燒室的隔墻 ? 隔墻起到傳遞熱量而隔絕爐氣并支撐荷重的作用。要求： ? 承受溫度波動： 炭化室一側表面溫度： 500℃ ～ 1250℃ ；燃燒室一側溫度波動于 1200～ 1450℃ ； ? 承受推焦磨損； ? 隔墻氣密性好： 高溫下不透氣、不發(fā)生收縮變形，制品形狀規(guī)整、尺寸準確 ； ? 經(jīng)受化學侵蝕和煤氣的分解與炭素的沉積， 炭化室與燃燒室的隔墻耐火材料 — 硅磚 ? 硅磚與其他耐火材料相比，在 700～1450℃ 范圍內體積變化和導熱性的變化較小，其高溫強度很高、荷重軟化溫度與其耐火度相近（ 1620～ 1660℃ ），耐磨損，也不易水化。 ? 摻加金屬氧化物（ Cu2O、 TiO2）的高密度高導熱性硅磚，可以使隔墻厚度減薄，強化傳熱，提高焦爐的生產(chǎn)率 。 ? 以前的焦爐燃燒室與炭化室之間的隔墻厚度為 125mm，現(xiàn)在大型現(xiàn)代化焦爐己把隔墻的標推厚度減薄至 95mm。 ? 另一項努力追求的改進措施是采用高密度高導熱性硅磚。 ? 優(yōu)點： 在焦爐的產(chǎn)量一定的情況下，由于高導熱性硅磚能加速傳熱過程，因而可降低燃燒煙氣的溫度，這樣便有利于節(jié)約能源，降低加熱炭化所需的燃料消耗。 ? 焦爐采用高導熱性硅磚還可帶來減輕環(huán)境污染的好處。 焦爐的其他部位用耐火材料 ? 一般采用粘土磚， 但其斜道和蓄熱室柱形墻，底及隔墻也采用硅磚砌筑，以保證焦爐砌體的均勻膨脹和結構的穩(wěn)定性。 ? 蓄熱室粘土格子磚采用異形磚砌筑，可大大增加換熱面積，如用標準形時為 547m2，異形磚為 972m2。 ? 焦爐蓋頂磚粘土磚或硅磚，再砌筑輕質磚和紅磚； ? 爐門開啟頻繁，溫度波動大，采用積碳少，熱震穩(wěn)定性高的熔融石英磚和堇青石磚 :(2MgO. ,熔融溫度為 1460 ℃ ） ? 在焦爐上使用的不定形耐火材料較少，僅占焦爐用磚量的 2％左右。應用部位主要有爐門、蓄熱室小煙道，裝煤孔周圍，爐頂鋪面層等，使用磷酸鹽結合或高鋁水泥結合澆注料后效果較好。 砌爐和烘爐 ? 煉焦爐主要部位由硅磚砌成，為使密封性好，要采用異形磚砌筑。通常一座大型煉焦爐要使用 400種以上的磚，甚至超過 1000種。一座 36孔容積為 3的煉焦爐需用耐火材料約 8400噸。要按照嚴格質量標準施工，并應在烘爐時充分考慮硅磚的性質，以保證運行良好并延長壽命。 碳化硅質耐火材料 ? 碳化硅耐火材料對鐵水、熔渣和堿金屬的抗侵蝕性能好，加上導熱系數(shù)高以及耐磨損等性能，導致近代現(xiàn)代化 大型高爐的爐身中下部 普遍推廣應用碳化硅磚代替粘土磚和高鋁磚。 ? 由于碳化硅耐火材料對大多數(shù)有色金屬熔體和熔渣都有很強的耐侵蝕性能，同時它的導熱性能又好，因而常用來制作直接加熱熔煉 有色金屬的傳熱裝置 。 ? 碳化硅具有高的導熱性能和耐熱震性能，是制造 高溫熱交換器 的理想材料。采用碳化硅材料制造的熱交換器可在高溫下工作，空氣預熱溫度可達到1000℃ 以上，可以回收和節(jié)約能源 30一 45％ 二 高爐用耐火材料及碳磚的作用 ? 高爐煉鐵的本質是鐵的還原過程 ，即焦炭做燃料和還原劑，在高溫下將鐵礦石或含鐵原料的鐵，從氧化物或礦物狀態(tài)（如 Fe2O Fe3O Fe2SiOFe3O4TiO2等）還原為液態(tài)生鐵。 ? 冶煉過程中， 爐料 （礦石、熔劑、焦炭）按照確定的比例通過裝料設備分批地從爐頂裝入爐內。從下部風口鼓入的 高溫熱風與焦炭 發(fā)生反應，產(chǎn)生的高溫還原性 煤氣 上升，并使爐料 加熱、還原、熔化、造渣 ，產(chǎn)生一系列的物理化學變化，最后生成 液態(tài)渣、鐵 聚集于爐缸，周期地從高爐排出。上升過程中，煤氣流溫度不斷降低，成分逐漸變化，最后形成高爐煤氣從爐頂排出。 焦 炭熔 劑鐵礦石上 料 機高 爐熱 風 爐 鼓 風 機噴 吹燃 料 罐水渣煤 氣除 塵生 鐵爐 渣特殊生鐵煉鋼生鐵鑄造生鐵凈 煤 氣渣棉建筑材料絕熱材料爐塵其 它 用 途空 氣冷 風熱 風燃 料一 高爐本體及主要構成 ? 密閉的高爐本體是冶煉生鐵的主體設備。它是由耐火材料砌筑成豎式圓筒形，外有鋼板爐殼加固密封，內嵌冷卻設備保護。 ? 高爐內部工作空間的形狀稱為高爐內型。高爐內型從下往上分為 爐缸、爐腹、爐腰、爐身和爐喉 五個部分，該容積總和為它的 有效容積 ，反映高爐所具備的生產(chǎn)能力。 高爐各部位使用的耐火材料 ? 爐喉 受爐料下落時的撞擊作用，用鑄鐵、鑄鋼保護板加以保護。 ? 爐身上部 上部和中部溫度較低（ 400～ 800 ℃ ）無爐渣形成和渣蝕危害。 A破損原因 ①爐料在下降的過程中對內襯的沖擊和磨損； ②堿金屬、鋅蒸氣和沉積炭的侵蝕； ③帶有大量粉塵高速煤氣在上升過程中的沖刷。 B對策 由于此部分的溫度較低，但要求機械強度好，氣孔率低， 所以采用高致密度的粘土磚，高鋁磚。 ? 爐腰、爐身中下部（ 1400~1600℃ ） A破損原因 是高爐軟熔帶根部所在位置，這里溫度高，但形不成渣皮或形不成穩(wěn)定的渣皮“自我保護”。耐火材料經(jīng)受劇烈的溫度波動、初成渣的侵蝕、堿金屬、鋅的侵蝕、高溫煤氣流的沖刷、下降爐料的磨損、二氧化碳、水的氧化、一氧化碳的侵蝕等，要求耐火材料熱震穩(wěn)定性好、耐高溫、抗堿性好、抗護渣侵蝕能力強、抗氧化、耐磨、導熱性好。 B對策 ① 選用導熱性好、高溫時耐磨性好、抗渣鐵侵蝕能力強，特別是抗堿金屬能力強的耐火磚，鋁碳磚、 SiC磚、 Si3N4結合 SiC磚、 Sialon結合 SiC磚、 Sialon結合剛玉磚等 （不宜采用炭磚，因這一區(qū)域為CO CO反應溫度區(qū)）； ②加強冷卻； ? 爐腹 1600~1650℃ A 損毀原因 ①爐腹距風口最近，耐熱震性破壞大； ②由于爐腹傾斜，受料柱壓力和崩料、坐料的沖擊力影響； ③受渣鐵水，高溫煤氣的沖刷、化學侵蝕和氧化作用。 B對策 ①穩(wěn)定造渣制度，減小爐腹角，抑制邊緣氣流過分發(fā)展； ②加大冷卻，現(xiàn)代大高爐有采用鑲磚銅質冷卻壁或插入冷卻板。 ③耐火材料：具有抗壓，抗折強度大，抗侵蝕、抗沖刷能力強、及熱震穩(wěn)定性強。剛玉磚、鋁碳磚、熱壓半石墨碳磚、 SiC磚、 Si3N4結合 SiC磚、 Sialon結合 SiC磚、 Sialon結合剛玉磚?，F(xiàn)在 SiC系列磚表現(xiàn)出了較長的使用壽命。 ? 是盛裝鐵水和熔渣的地方，并燃燒焦炭產(chǎn)生大量的煤氣，為高爐還原制造初始條件。風口區(qū)溫度在 1700～ 2023℃ ，爐底一般在1450~1500 ℃ . ? 工作環(huán)境：高溫、渣鐵侵蝕沖刷。 ?爐底和爐缸 ? A 爐底部位內襯破損的主要原因 ①在 1400~1600℃ 液態(tài)渣鐵的高溫熱力作用下，由于爐底砌體溫度分布不均勻，導致砌體開裂； ②在高溫下，渣鐵、堿金屬會對磚襯產(chǎn)生化學侵蝕； ③爐料重量的