热风炉耐火砖的工作环境

热风炉的蓄热和换热是周期性进行的，以内燃式热风炉为例，燃料在燃烧室下部喷出燃烧后的热气体沿着燃烧室上升并进入蓄热室加热格子耐火砖后，从下面经烟道排出。燃烧加热后向蓄热室吹入高压空气，被格子耐火砖贮存的热量加热，之后从燃烧室的中段抽出鼓入高炉中，送风温度一旦降低至所要求的温度以下，随即切换转入燃烧加热周期周而复始。所以，为了保证连续向高炉提供高温预热空气，一般每座高炉配备3〜4座热风炉。

蓄热式热风炉的正常工作，要求其设备系统中的各阀门不断进行开关状态的转换，对各种煤气和空气的流量和压力要进行连续的调节，故热风炉设备的传动和控制系统是重要的组成部分。最简单的是手动操作，广泛采用的是电动，还发展了液压传动、气动等操作设备。

热风炉在工作中受到以下几方面作用。

（1）热风炉在加热状态时，燃烧室的温度很高，炉顶温度可达到1500〜1560℃，从拱顶沿炉墙和格子耐火砖向下，温度逐渐降低；送风时，高速冷风从蓄热室底部吹进，并逐渐被加热。因此，热风炉炉衬的耐火砖和格子耐火砖室经常受到急冷急热变化的作用，即受到热应力作用。这样可导致耐火砖出现裂纹、开裂和剥落，特别是内燃式热风炉的炉墙，最易发生砌体的松动和倾倒，甚至造成“短 路”而被动停炉检修。因此，内燃式热风炉的炉墙是热 风炉的一个薄弱环节。

（2）受到碱金属的侵蚀。在煤气和助燃空气中，含有一定数量的碱性氧化物，燃烧后的灰分中含有20%的氧化铁、20%的氧化锌和10%的碱性氧化物。这些物质的绝大部分是排出炉外的，但少数成分粘附在砌体表面，并向耐火砖内部渗透，日积月累，其深度可达20mm左右。这些物质与耐火砖发生化学反应，形成碱性铝代硅酸盐，使耐火砖的体积变化导致组织破坏，发生龟裂，降低了强度和高温使用性能。特别是在蓄热室上部，这种化学侵蚀作用较突出。在含尘量和操作温度一定时，若采用粘土砖，则反应生成物熔融温度较低，在耐火砖表面形成玻璃质薄 层，并通过毛细管向内部纵深扩散，侵蚀深度较大；若采用高铝耐火砖时，则生成物熔融温度较高，且粘附在耐火砖的表面，不断长大；采用硅砖时，反应生成物易挥发，砖表面光滑，受侵蚀较少。另外，因格子砖处于 四面加热状态之中，受化学侵蚀的程度比炉墙衬体大一些。

近年来，由于采用新式煤气清洗设备，煤气含尘量降低到10mg/ m3以下，因此其化学侵蚀程度有所减小。同时，高质量耐火砖的广泛应用，也增强了抵抗化学侵蚀的能力。

（3）热风炉本身受荷载作用。热风炉是一种较髙的构筑物，其高度一般在25〜50m的范围内。蓄热室格子耐火砖下部承受的最大静荷重0.8MPa，燃烧室下部衬体承受的静荷重也达0.4〜0.5MPa，炉顶拱脚耐火砖处承受的压力为0.02〜0.2 MPa。因此，在机械荷载和高温作用下，耐火砖易发生收缩变形和产生裂纹，影响热风炉的使用寿命。

热风炉球顶的楔形耐火砖，常温下承受自重产生的荷重一般约为0.05〜0.1MPa/cm2。当然，直径越大，荷重也越大，但对直径达12m的大型热风炉，常温下的荷重也不很大。然而，当温度升高时，楔形耐火砖的内侧膨胀大，外侧膨胀小，外侧的耐火砖砖缝变大和胀开，因耐火砖的膨胀引起应力集中于内侧，结果造成结构变形、塌陷和砖的脱落损坏。热风炉的温度越高，容积越大，此种现象越严重。

综上所述，热风炉砌体受1200〜1350℃的高温作用、热交换过程中温度急剧变化的作用；高炉煤气带人灰尘的化学侵蚀作用；燃烧气体的冲刷作用；机械荷载作用等。所以，人们在选择热风炉用耐火砖时，总体要求是：蠕变率小，热容量大，高温强度及热稳定性好，具有良好的抗热震性。