耐火材料的應用範圍
發布時間:2023/12/5 11:42:35
民生、科技發展都有耐火材料的身影,下麵介紹比較常見5個領域。
(一)煉鋼係統
煉鋼係統包括轉爐、電爐、爐外精煉爐、鋼包和中間包等設備。
在電爐中,幹式振動料、預製或現澆爐蓋或爐蓋三角區等部位,均獲得較好使用效果;
在轉爐和電爐中,損毀時一般采用耐火噴塗料進行修補,其方法有手工投補,濕式、幹式或火焰噴塗和濺渣護爐等。
在轉爐中,普遍采用濺渣護爐技術,爐齡能達到一萬次以上;
爐外精煉爐種類較多,RH法和DH法脫氣裝置的插入管襯體,一般用高鋁質耐火澆注料澆成整體,使用壽命為20~80次。
鋼包和中間包是煉鋼爐的重要附屬設備,也是消耗耐火材料比較多的熱工設備。過去,鋼包一般用粘土耐火磚、高鋁耐火磚、半矽磚和蠟石磚等燒成磚砌築,使用壽命為10~70次。當采用鋼包吹煉或連續鑄錠時,因出鋼溫度高和停留時間長等原因,致使包齡急劇下降。所以,各國對包襯材質開發十分重視,也取得了顯著進展。
某鋼廠轉爐用200t鋼包,用鋁鎂澆注料和自流料築襯,包齡分別為95次和80次左右;
某鋼廠轉爐用300t鋼包,用高純鋁鎂澆注料築襯,經過修補後包齡一般在260次左右,耐火材料單耗1.78kg以下;
全國不少鋼廠不大於100t的鋼包,用新技術鋁鎂耐火澆注料,其包齡為90次左右,澆鋼成本每噸鋼為5.50~7.50元。
中間包包襯用絕熱板或鎂質類塗料、擋渣堰用莫來石質、鋁鎂質和鎂質耐火澆注料製作,可滿足連續鑄鋼的技術要求。
爐外精煉用整體噴槍,用於鋼包吹渣或鋼包噴粉等。其渣線以上部位用高鋁質耐火澆注料,渣線至噴嘴部位用低水泥剛玉質耐火澆注料,振動成型為整體包裹襯。
(二)煉鐵係統
煉鐵係統包括燒結、煉焦和高爐及其附屬設備。帶式燒結機點火爐用耐火可塑料和粘土結合耐火澆注料現場製作,或用磷酸耐火澆注料預製塊吊裝,其使用壽命為3~6年。
當采用線式點火裝置時,爐頂壓下較多,爐膛工作條件變好,可用輕質高強耐火澆注料或耐火纖維及其製品作襯,也獲得較好效果;
焦爐爐頂隔熱層、覆麵層和爐門等部位用耐火澆注料澆灌,爐頭損壞時,則用噴塗料修補。另外,幹熄焦設備也用重質或輕質耐火澆注料;
高爐是連續生產的煉鐵設備。小型高爐曾用鋁酸鹽水泥和磷酸高鋁質耐火澆注料預製塊吊裝砌築,現在普遍用樹脂結合劑鋁碳不燒磚砌築。
大型高爐水冷壁用碳化矽澆注料搗製、爐底墊層和周圍磚縫則用耐火澆注料和氮化矽質填料,爐襯損毀時則用耐火壓入料和耐火噴塗料修補,以便延長使用壽命,使爐齡達到10年甚至15年。
高爐出鐵口一般用散狀的Al2O3-SiC-C質炮泥堵塞,可保證鐵口出鐵穩定,操作正常。
高爐出鐵溝原用耐火搗打料搗製,溝料噸鐵單耗約為1.1kg。現在用低氣孔致密質耐火材料澆注,一次通鐵量達到10萬t左右,一代溝齡累計通鐵量約90萬t,耐材噸鐵單耗小於0.38kg。同時,自流耐火澆注料和免烘烤耐火澆注料,在高爐出鐵鉤上也得到了應用熱風爐是煉鐵高爐的關鍵附屬設備。
中、小型高爐熱風爐內襯,有用耐火澆注料預製塊砌築的。熱風爐燃燒器可用耐火澆注料預製塊砌築或現場澆灌,其球頂則用澆注料澆灌工作襯。大型熱風爐爐身靠爐殼的層體積密度約為1.3g/cm3的輕質噴塗料,球頂則噴一層耐酸噴塗料,形成整體內襯,采用剛玉質耐火澆注料等材料,現場澆灌,獲得了較好的使用效果;魚雷式鐵水罐和混鐵爐一般局部或全部使用耐火澆注料,也可用耐火噴塗料修補,使用效果較好。
(三)建材係統
建材係統包括水泥、玻璃和陶瓷等工業部門。
水泥窯內襯用磷酸高鋁質或鎂質和鎂鉻質不燒磚,使用壽命6~18個月,局部也用不定形耐火材料。
某大型水泥廠回轉窯,耐火澆注料使用量為19%~35%,其主要品種為低水泥耐火澆注料、鋁酸鹽水泥耐火澆注料、碳化矽質耐火澆注料和隔熱澆注料等;
在玻璃行業中,浮法玻璃生產線上的錫槽,是用耐火澆注料製作的。另外,玻璃池窯損毀時,則用矽質修補料進行補修。新建池窯保溫時,一般用矽質隔熱澆注料;陶瓷行業用窯,有時用碳化矽質耐火澆注料和輕質耐火澆注料。
(四)軋鋼係統
軋鋼係統工業爐種類多、數量大,使用溫度一般在1400℃以下,均為火焰爐。
該係統窯爐均可用不定形耐火材料作內襯,並取得良好的經濟效果。
軋鋼加熱爐用耐火可塑料作內襯,使用壽命很長。用粘土結合耐火澆注料整體澆灌爐襯,使用壽命一般為4~10年。
對於蓄熱式加熱爐來說,應選用微膨脹耐火澆注料作爐襯,現已使用2年多,完好無損。鍛鋼加熱爐一般為間歇操作、溫度變動大和有振動等,用磚砌襯,使用2~5個月,用粘上結合耐火澆注料的能用2年以上
眾所周知,軋鋼加熱爐的使用溫度<1400℃並間歇操作,國內外生產實踐證明,其爐襯材料應選用Al203≤65%、烘幹和1400℃燒後壓強度分別為20~25Mpa和不小於60Mpa,即可達到長壽的目的。因為,鋁含量高和強度大的耐火澆注料,其抗熱震性差,使用時易剝落和開裂,影響其壽命。
(五)其他工業係統
在石化工業中,管式加熱爐用體積密度為0.5~1.0g/cm3的輕質耐火澆注料,用手工塗抹或噴塗等方法施工,使用壽命5年左右。
采用耐火材料噴塗料築襯,也獲得了較好的使用效果。特別是耐磨耐火澆注料在鉑重整裝置中得到了應用,可取消耐熱鋼龜甲網係統,其壽命也有所提高。
各種轉化爐內襯,使用溫度為600~1500℃,一般用鋁酸鹽水泥耐火澆注料、低水泥耐火澆注料和剛玉澆注料等,使用壽命3~6年;
在有色冶金工業中,鉛鋅密閉鼓風爐、閃速爐、電解槽和軋製加熱爐等熱工設備,其局部用不定形耐火襯料。
近期,鋁電解槽上廣泛采用防滲透耐火澆注料,取得了滿意的使用效果;在蒸汽鍋爐的內襯上,使用不定形耐火材料比較早,也比較普遍。一般用鋁酸鹽水泥重質或輕質耐火澆注料,使用壽命10年左右。
流化床發電鍋爐用高鋁質、剛玉質和SiC質耐火澆注料和耐火可塑料,其強度高、耐磨性好,滿足了設計和使用要求。另外,在機械、耐火和垃圾焚燒等行業中,也使用不定形耐火材料,並取得良好的效果。
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