热风炉用耐火材料

热风炉内各部位操作条件及破损特征不同，热风炉用耐火材料理化性能的要求也不同。热风炉用砖基本上可分为高温区及中低温区两大部分。

高温区包括：

1．燃烧室上部砖

2．蓄热室上郎格子砖及上部大墙砖

3．拱顶砖；

中低温区包括：

1．燃烧室中下部砖；

2．蓄热室中下部格子砖（或耐火球）中下部大墙砖；

3．各出口用耐火砖。

中低温区用耐火砖最大，占全部热风炉内用砖量的三分之二左右，这部分可用比较致密的粘土砖，有良好的机械强度和耐磨性。

高温区间生产操作及风温水平的差异，对耐火砖理化性能的要求也有所区别。如对拱顶砖的热稳定性应特别最视，以防止因温度急变而剥落或断砖堵死格孔；燃烧室及蓄热室上部要求有较高的高温结构强度，较低的重烧线收缩，良好的抗渣性等，以防止燃烧室的高温变形、倾倒及格子砖的沉陷、格孔错乱等。对格子砖还要求热传导性好，热容量大，吸热和放热都比较快。这些要求应根据热风炉的风温水平而定。

当风温在900℃以下，热风炉上部及拱顶温度在1200℃左右时，用粘土砖已能基本满足要求。

风温水平稍提高后，粘土砖内衬的破损严重，检修周期大为缩短；但用高铝砖后情况即大有好转。当热风炉风温水平进一步提高到1050—1200℃，热风炉上部及拱顶温度达到1300—1400℃，热风炉用耐火材料部颁标准所规定的理化指标也不适应了。虽然各厂实际使用的热风炉砖理化指标大都提高了，但仍不能适应需要。这不仅要从结构上加以改革(如发展外燃式及顶燃式热风炉等)，而且要进一步提高耐火材料的质量指标。为此，高风温热风炉的高温区域应采用Al2O3含量为55—65%的高密度高铝砖。制砖原料也应与生产高炉砖一样精选，它应规定的主要指标是荷重软化点、高温蠕变、残余收缩、热稳定性及抗渣性等。

过去惯用荷重软化温度作为衡量耐火材料高温结构强度的唯一质量指标，这个指标不能说明长时间处于高温下的变形。实际上用荷重软化温度达1500℃的高铝砖于热风炉高温区，在拱顶温度1369℃的操作条件下，经一段时间使用，耐火砖就发生变形或出现软化的情况。为此尚应考虑耐火砖在高温下随时间而产生变形(即蠕变率)的指标。

热风炉高温区不仅长期处在高温，而且在煤气灰侵蚀的恶劣条件下工作，格子砖由于双面受热，其变质程度比炉墙及拱顶更严重。格子砖渣化后就失去蓄热能力。用A12O3 50％左右的高铝砖其抗渣性虽比粘土砖好得多，但使用几年后渣化也很严重，为此热风炉高温区的耐火砖应采用Al2O3 65％左右的高铝砖，并提高砖的致密度。

采用氧化铝含量过高的高铝砖用于热风炉，不仅没有必要，而且是有害的。如前所述，Al2O3含量超过75％的高铝砖，由于它的抵抗温度急变能力差，易剥落掉片，结果使用寿命往往还不如粘土砖。热风炉砖的外形质量也很重要，应予以足够的重视。格子砖的外形公差影响到砖格子砌体的稳定性及有效格孔数，至于拱顶砖与高炉炉底砖一样，应努力改进外形质量，并采用磷酸盐泥浆砌球顶砖，可以做到不磨砖。

热风炉中下部低温区用粘土砖也应向高密度方向发展，同时应不降低耐火砖的热稳定性。耐压强度仅为150～200公斤／厘米2的耐火砖不能满足使用要求，不少热风炉中下段格子砖发生压裂甚至被压碎。由于耐火砖的抗磨性差，格子砖边缘与炉墙的磨损都很厉害(由往复热交换产生格子砖的往复热膨胀，而上下往复摩擦)以致热风炉使用几年后积灰达5～10吨，甚至多达几十吨的。故中下段用耐火砖的耐压强度应提高到400公斤／厘米2以上。

对于高风温热风炉的高温部分现发展采用硅砖，它可以适应风温水平提高到1200—1300℃，拱顶温度达1400—1500℃的条件。硅砖的荷重软化温度高达1640—1680℃。硅砖的耐高温蠕变的优异性能是粘土砖和高铝砖无法与之相比的。一般热风炉高铝砖显气孔率为18—26，抗压强度200—800公斤／厘米2，荷重软化温度1300—1520℃，4公斤／厘米2荷重1400℃温度保持3小时的蠕变率为了7—14％。Al2O3 65一75%的高铝砖，同样条件的蠕变率为3%。而硅砖的蠕变率只有0.1%。硅砖的主要弱点是高温冷至600℃以下因多晶型转变，体积变化很大，300℃以下体积有剧烈变化达9%。所以热稳定性只有1—2次即破裂。但在高温下硅砖的热稳定性良好。所以热风炉高温部分采用硅砖能得到良好的效果，但燃烧室底部及蓄热室中下部等不宜采用硅砖。

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