【正文】 風(fēng)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?，F(xiàn)在 SiC系列磚表現(xiàn)出了較長的使用壽命。 ③耐火材料：具有抗壓，抗折強(qiáng)度大，抗侵蝕、抗沖刷能力強(qiáng)、及熱震穩(wěn)定性強(qiáng)。 B對策 ① 選用導(dǎo)熱性好、高溫時(shí)耐磨性好、抗渣鐵侵蝕能力強(qiáng)，特別是抗堿金屬能力強(qiáng)的耐火磚，鋁碳磚、 SiC磚、 Si3N4結(jié)合 SiC磚、 Sialon結(jié)合 SiC磚、 Sialon結(jié)合剛玉磚等 （不宜采用炭磚，因這一區(qū)域?yàn)镃O CO反應(yīng)溫度區(qū)）； ②加強(qiáng)冷卻； ? 爐腹 1600~1650℃ A 損毀原因 ①爐腹距風(fēng)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(xué)侵蝕和氧化作用。 ? 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(hù)”。 A破損原因 ①爐料在下降的過程中對內(nèi)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。 高爐各部位使用的耐火材料 ? 爐喉 受爐料下落時(shí)的撞擊作用，用鑄鐵、鑄鋼保護(hù)板加以保護(hù)。 ? 高爐內(nèi)部工作空間的形狀稱為高爐內(nèi)型。 焦 炭熔 劑鐵礦石上 料 機(jī)高 爐熱 風(fēng) 爐 鼓 風(fēng) 機(jī)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(fēng)熱 風(fēng)燃 料一 高爐本體及主要構(gòu)成 ? 密閉的高爐本體是冶煉生鐵的主體設(shè)備。從下部風(fēng)口鼓入的 高溫?zé)犸L(fēng)與焦炭 發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的高溫還原性 煤氣 上升，并使?fàn)t料 加熱、還原、熔化、造渣 ，產(chǎn)生一系列的物理化學(xué)變化，最后生成 液態(tài)渣、鐵 聚集于爐缸，周期地從高爐排出。TiO2等）還原為液態(tài)生鐵。 ? 碳化硅具有高的導(dǎo)熱性能和耐熱震性能，是制造 高溫?zé)峤粨Q器 的理想材料。 碳化硅質(zhì)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(dǎo)熱系數(shù)高以及耐磨損等性能，導(dǎo)致近代現(xiàn)代化 大型高爐的爐身中下部 普遍推廣應(yīng)用碳化硅磚代替粘土磚和高鋁磚。一座 36孔容積為 3的煉焦?fàn)t需用耐火材料約 8400噸。 砌爐和烘爐 ? 煉焦?fàn)t主要部位由硅磚砌成，為使密封性好，要采用異形磚砌筑。 ? 焦?fàn)t蓋頂磚粘土磚或硅磚，再砌筑輕質(zhì)磚和紅磚； ? 爐門開啟頻繁，溫度波動(dòng)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?fàn)t上使用的不定形耐火材料較少，僅占焦?fàn)t用磚量的 2％左右。 焦?fàn)t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?fàn)t砌體的均勻膨脹和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。 ? 優(yōu)點(diǎn)： 在焦?fàn)t的產(chǎn)量一定的情況下，由于高導(dǎo)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。 ? 以前的焦?fàn)t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?fàn)t己把隔墻的標(biāo)推厚度減薄至 95mm。要求： ? 承受溫度波動(dòng)： 炭化室一側(cè)表面溫度： 500℃ ～ 1250℃ ；燃燒室一側(cè)溫度波動(dòng)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(zhǔn)確 ； ? 經(jīng)受化學(xué)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(nèi)體積變化和導(dǎo)熱性的變化較小，其高溫強(qiáng)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。 ? 一座焦?fàn)t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。斜道區(qū)是連接蓄熱室和燃燒室的斜通道。來自蓄熱室的經(jīng)過預(yù)熱的煤氣（高熱值煤氣不預(yù)熱）和空氣在立火道底部相遇燃燒，從 側(cè)面 向炭化室提供熱量。 ? 一座焦?fàn)t有幾十個(gè)炭化室和燃燒室相間配置，用耐火材料隔開。 第二節(jié)熱交換與高傳熱耐火材料及窯爐應(yīng)用實(shí)例 ? 高導(dǎo)熱硅磚 ? 碳質(zhì)耐火材料 ? 碳化硅質(zhì)耐火材料 一 硅質(zhì)耐火材料在焦?fàn)t上的應(yīng)用 ? 現(xiàn)代煉焦?fàn)t由炭化室、燃燒室、 蓄熱室、斜道區(qū)、爐頂、基礎(chǔ)、 煙道等組成。 ? 絕熱的目的是降低冷卻介質(zhì)帶走的熱量、減少鋼坯黑印和提高加熱質(zhì)量。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。 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(zhì)滑軌磚組成陶瓷滑道 。損毀較快。 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。用高鋁磚或鎂磚做工作層時(shí)，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。 二 爐底用耐火材料 ? 爐底工作層厚度為 300～ 400mm， ? 預(yù)熱段： 粘土質(zhì)耐磚， ? 加熱段 ：粘土質(zhì)或高鋁質(zhì)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(hù)層。 （ 5）全纖維爐體 ? 燒煤氣的加熱爐采用結(jié)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。錨固磚或吊掛磚安裝就位后，從一側(cè)開始布耐火澆注料拌和料，然后用振動(dòng)器 (捧 )振動(dòng)密實(shí)，應(yīng)連續(xù)施工、及時(shí)養(yǎng)護(hù)。 (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。耐火可塑料爐襯的優(yōu)點(diǎn)是整體性強(qiáng)、燒結(jié)性好和高溫強(qiáng)度高。 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。如用黏土結(jié)合耐火澆注料制作預(yù)制塊需配有錨固磚。 ? 工作層用黏土質(zhì)耐火磚砌筑，厚度為 230～400mm，爐墻較高需安設(shè)高鋁質(zhì)抗拉磚，以防爐墻傾倒。 ? 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。因此。 加熱爐襯材料損毀原因 ? 由于高溫、熱應(yīng)力、氣流沖刷和機(jī)械沖撞而損壞。步進(jìn)梁式爐可對料坯實(shí)現(xiàn)上下雙面加熱。前者叫做步進(jìn)底式爐，后者叫做步進(jìn)梁式爐。 ? 步進(jìn)式連續(xù)加熱爐 靠爐底或水冷金屬梁的上升、前進(jìn)、下降、后退的動(dòng)作把料坯一步一步地移送前進(jìn)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(dòng)，在后一種情況下可對料坯實(shí)行上下兩面加熱。使用溫度一般為 1300～ 1400℃ 。 三 隔熱方式 ? 窯爐的隔熱方式大致有兩類：冷面隔熱和熱面隔熱 ? 對于 周期性作業(yè)窯爐 ，在爐襯熱面直接裝砌隔熱層 (如耐火纖維貼面 )，可以取得最佳的節(jié)能效果； ? 連續(xù)作業(yè)窯爐 ，在外壁 (冷面 )加強(qiáng)隔熱優(yōu)于內(nèi)壁 (熱面 )隔熱的效果。 ? 氣氛對隔熱保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)有一定的影響。 ? 根據(jù)使用溫度選擇密度恰當(dāng)?shù)牟牧?，以取得最佳的?jié)能效果． 二 氣氛與輕質(zhì)隔熱耐火材科的應(yīng)用 ? 在 還原性氣氛 條件下使用的輕質(zhì)爐襯材料，最好選用以氧化鋁為主要成分的材料或 純氧化鋁材料 ； ? 用于 還原氣氛 中的耐火材料爐襯的雜質(zhì)含量低，特別是 Fe2O3含量盡可能低 的材料。包括導(dǎo)熱系數(shù)、體積密度、比熱容、熱容等； ? 物理性能、化學(xué)性能； ? 經(jīng)濟(jì)效益，包括價(jià)格，施工難易及耐久性等。 一般工業(yè)窯爐的熱損失，主要包括下列幾項(xiàng)： 1)從爐體表面各部位散失的熱量 —— 高達(dá) 5～ 40％ 2)爐體的蓄熱損失－尤其是間歇式工作的窯爐 3)水冷損失的熱量－（加熱爐滑軌 25％ ） 4)接縫、孔眼和爐門等密封不嚴(yán)泄漏損失的熱量（電弧爐爐門散熱 30％）； 5)排煙帶走的廢熱損失。 5 各類耐火磚 ? 輕質(zhì)粘土磚 1200~1400℃ 多用可燃法制造，用途廣泛 。 ? 氧化鋁空心球制品和氧化鋯空心球制品具有良好的耐火性能和較高的強(qiáng)度及隔熱性能，可用作設(shè)備的工作襯，也可用作保溫材料，用于高溫窯襯，可節(jié)能 30％ 左右。 4 耐火氧化物空心球及其制品 ? 它們通常是以 純氧化物 為主要原料，于電弧爐中高溫熔化，待熔體流出時(shí)以高壓氣流噴吹，冷卻凝固后形成的直徑為 ～ 5mm的人造輕質(zhì)球形顆粒料。從經(jīng)濟(jì)角度來看，漂珠隔熱材料的原料來源豐富、生產(chǎn)工藝簡單、能耗少，僅為傳統(tǒng)的輕質(zhì)磚的二分之一，耐火纖維的二十分之一。在節(jié)能工程方面，可作為隔熱保溫填料、輕質(zhì)混凝土摻合料和制成漂珠輕質(zhì)隔熱制品等。 3 粉煤灰漂珠及其制品 ? 一般漂珠含 SiO2 50％～ 60％， Al2O3 26％～ 30％，F(xiàn)e2O3 3％～ 10％。膨脹珍珠巖隔熱材料的使用溫度范圍很寬，既可作為中高溫保溫隔熱材料，又可作為保冷材料，最高使用溫度約為l000℃ ，最低使用溫度可至－ 200℃ 。 第五節(jié) 常用輕質(zhì)耐火材料 2 膨脹珍珠巖制品 ? 膨脹珍珠巖是由珍珠巖（ SiO2 68％ ~75％， Al2O3 9％～ 14％，H2O 3％～ 6％，及 CaO、 Fe2O MgO等雜質(zhì)） 經(jīng)焙燒膨化處理后獲得的一種白色多孔性輕質(zhì)顆粒料，呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)，孔壁很薄，氣孔率很高，為一種超輕質(zhì)高效保溫隔熱材料，并可作為防火、隔音等其它用途的材料。通常的使用溫度在 1000℃ 以上。 第七節(jié) 輕質(zhì)耐火材料 二 輕質(zhì)耐火材料的分類 三 輕質(zhì)耐火材料的特性 （ 5） 由于輕質(zhì)隔熱耐火材料中含有大量的氣孔，比表面很大，使用時(shí)受熱和在負(fù)荷 (如自重 )的作用下，易發(fā)生收縮變形并使隔熱性能降低。 輕質(zhì)耐火材料，除了主要用在高于環(huán)境溫度條件下防止熱的流出損失外，還用于低于環(huán)境溫度的條件下以防止熱的流入。 不定形耐火材料廣泛應(yīng)用于冶金工業(yè) 、 機(jī)械工業(yè) 、 能源 、 化學(xué)工業(yè)和建筑材料工業(yè)的各種窯爐和熱工構(gòu)筑物 。 ? 缺點(diǎn)：不定形耐火材料與同種材質(zhì)的耐火磚相比，荷重軟化溫度低，收縮較大，烘烤時(shí)間長。 2 輕質(zhì)澆注料 3 自流澆注料 三 不定形耐火材料 的特點(diǎn) ? 不定形耐火材料可以制成預(yù)制塊使用或制成無接縫的整體構(gòu)筑物，因此也稱為整體耐火材料。 鋁 60水泥結(jié)合澆注料 ：最高使用溫度約為 1500℃ 純鋁酸鈣水泥結(jié)合澆注料 ：最高使用溫度為 1800℃ 。加入適量液體制成的膏狀和漿狀混合料，常稱為耐火泥膏、耐火泥漿或涂抹料。 耐火泥 由細(xì)粉狀耐火物料和結(jié)合劑組成的不定形耐火材料。 噴射料 以噴射方式施工的不定形耐火材料，分濕法和干法施工兩種，因主要用于涂層和修補(bǔ)其他爐襯，還分別稱為噴涂料和噴補(bǔ)料。施工時(shí)可輕搗和壓實(shí)，經(jīng)加熱獲得強(qiáng)度。包括輕質(zhì)澆注料。多以澆注或震實(shí)方式施工。如鋁酸鹽水泥結(jié)合、磷酸鹽結(jié)合，硅酸鈉結(jié)合等。 二 不定形耐火材料的分類 1 按所用耐火物料的材質(zhì)可分為 剛玉質(zhì)、高鋁質(zhì)、粘土質(zhì)、硅質(zhì)、鋁尖晶石質(zhì)、鎂質(zhì)、碳化硅質(zhì)、含碳質(zhì)等不定形耐火材料。 :熱硬性結(jié)合劑 磷酸與一些耐火材料接觸后可反應(yīng)生成酸式磷酸鹽。XH2O。nSiO2 或 Na2O水泥中 Al2O3 ，其耐火性 。 不定型耐火材料的結(jié)合劑 1 耐火水泥：水硬性結(jié)合劑 鋁酸鹽水泥（高鋁水泥）、低鈣鋁酸鹽水泥、純鋁酸鈣水泥等。 種類較多 ，有促凝劑 、 緩凝劑 、 減水劑 、 礦化劑 、 和膨脹劑等 。 3結(jié)合劑： 是將骨料和細(xì)粉膠結(jié)在一起 ， 它的種類和用量對不定形耐火材料的性能有重要影響 。 2摻合料： 是粒度小于 粉 。 一 不定形耐火材料的組成 1耐火骨料： 是不定形耐火材料的骨架 ， 對不定形耐火材料的高溫性能起到?jīng)Q定性的作用 。 它沒有固定的外形 ， 呈 松散狀 、 漿狀或泥膏狀 ， 因而也稱為 散狀耐火材料 或耐火混凝土 。 第六節(jié) 不定形耐火材料 ? 是 由骨料 、 細(xì)粉和結(jié)合劑 混合而成的散狀耐火材料 。 高溫模壓炭磚 1工藝特點(diǎn) 2 性能 3 用途 成型時(shí)采用通電熱模加壓方法成型，由于高溫模壓工藝 的限制，這種炭磚尺寸較小，大約不超過 500 250 120mm 導(dǎo)熱系數(shù)高，導(dǎo)電性好；良好的抗堿侵蝕性能；抗熱震性、熱沖擊性好； 低滲透性，孔隙度小，氣孔封閉，吸水性能極弱，炭磚尺寸小，單塊炭磚的溫差小等特點(diǎn)； 主要用于爐缸、爐腹、下爐身等部位。 半石墨質(zhì)高爐炭磚用于砌筑強(qiáng)化冶煉高爐的爐底下部、爐