高爐用耐火材料.doc

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1、工業(yè)爐與保溫技術(shù)課題名稱：高爐用耐火材料學生姓名：李亮學號：1141102072專業(yè)：熱能與動力工程老師：曾東和2014年10月31日7耐火材料是一種耐火度不低于1580℃，有較好的抗熱沖擊和化學侵蝕的能力、導熱系數(shù)低和膨脹系數(shù)低的無機非金屬材料。耐火材料的質(zhì)量對爐子壽命、產(chǎn)品品質(zhì)、生產(chǎn)成本等都有直接影響。耐火材料的質(zhì)量取決于其物理性質(zhì)和工作性能的好壞。其廣泛應用于水泥、鋼鐵、玻璃等重要的工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)中。耐火材料行業(yè)是為高溫技術(shù)服務的重要基礎行業(yè)，與鋼鐵工業(yè)的關(guān)系尤為密切。高溫工業(yè)尤其是鋼鐵冶煉技

2、術(shù)的新發(fā)展，促進了耐火材料工業(yè)的技術(shù)進步。耐火材料工業(yè)的技術(shù)進步又保證了高溫工業(yè)新技術(shù)的實施。鋼鐵工業(yè)中各種窯爐的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)、長壽都離不開耐火材料，各種窯爐因用途和使用條件不同，對構(gòu)成其主體的耐火材料的要求也不同，而不同種類的耐火材料也由于化學物質(zhì)組成、顯微結(jié)構(gòu)的差異和生產(chǎn)工藝的不同，表現(xiàn)出不同的基本特性。因此，了解研究工業(yè)窯爐用耐火材料，就有必要了解耐火材料的基本性能。3.1耐火材料的基本性能耐火材料的性能表現(xiàn)在諸多方面，其中它的物理性能包括結(jié)構(gòu)性能、熱學性能、力學性能、使用性能和作業(yè)性能。結(jié)構(gòu)

3、性能包括氣孔率、體積密度、吸水率、透氣度、氣孔孔徑分布等。熱學性能包括熱導率、熱膨脹系數(shù)、比熱、熱容、導溫系數(shù)、熱發(fā)射率等。力學性能包括耐壓強度、抗拉強度、抗折強度、抗扭強度、剪切強度、沖擊強度、耐磨性、蠕變性、粘結(jié)強度、彈性模量等。使用性能包括耐火度、荷重軟化溫度、重燒線變化、抗熱震性、抗渣性、抗酸性、抗堿性、抗水化性、抗CO侵蝕性、導電性、抗氧化性等。作業(yè)性包括稠度、塌落度、流動度、可塑性、粘結(jié)性、回彈性、凝結(jié)性、硬化性等。其中耐火度是耐火材料的最主要的性能技術(shù)指標，耐火度越高，其質(zhì)量也好。耐

4、火材料的重要性體現(xiàn)在：影響爐子生產(chǎn)率，影響產(chǎn)品質(zhì)量，影響爐子壽命，以及影響產(chǎn)品成本。3.2高爐爐體用耐火材料高爐是煉鐵的主要設備，它具有產(chǎn)量大、生產(chǎn)率高和成本低的優(yōu)點，這是其它煉鐵方法所無法比擬的。我國某高爐爐體內(nèi)襯用耐火材料示意圖如圖3-3所示。隨著世界各國鋼鐵工業(yè)的進步，高爐朝著大型化、高效化和長壽化發(fā)展，逐步采用富氧噴煤、高風溫操作、高壓爐頂?shù)刃碌囊睙捈夹g(shù)。高爐爐襯工作條件隨之發(fā)生了重大變化，其使用壽命降低較多，一般只有5～6年。特別是高爐爐身下部及爐腰、爐腹部位，其使用壽命就更短。為適應這

5、一發(fā)展，高爐用耐火材料也有了較大的變化，長壽命新型、高效耐火材料逐漸被應用，高爐壽命逐步提高。根據(jù)高爐爐襯的操作條件和蝕損的特征，要求耐火材料具有：⑴良好的高溫使用性能，在長期高溫下熱穩(wěn)定性好。⑵常溫和高溫下的強度要高，耐磨性能要好。7⑶致密度高，導熱性好，顯氣孔率低，高溫收縮小。⑷能抵抗高溫、高壓下的鐵水、熔渣、高爐煤氣和爐塵的劇烈沖刷和侵蝕。⑸耐火磚外形尺寸準確，能確保磚縫達到規(guī)定的要求。目前，高爐用耐火材料的品種很多，爐身中上部一般采用性能優(yōu)異的粘土磚或高鋁磚，爐身下部、爐腰及爐腹則用碳質(zhì)制

6、品、碳化硅磚、莫來石磚、剛玉磚等特種耐火材料，特別是最近發(fā)展起來的碳化硅磚，在高爐上的應用獲得了成功。同時，其它不定形耐火材料也得到了廣泛應用。3.2.1爐喉和爐頂用耐火材料爐喉主要起保護爐襯、合理布料的作用。爐喉正常工作時，溫度為400～500℃，這一區(qū)域主要受爐料直接沖擊和摩擦作用，但煤氣流的沖刷相對較輕。因此，爐喉一般采用水冷或無水冷鋼磚（鑄鋼件），水冷鋼磚與爐殼之間充填澆注料，無水冷鋼磚安裝時，配合施工澆注料。爐頂即煤氣封罩，一般采用金屬錨固件加耐磨的耐火噴涂料。3.2.2爐身用耐火材料爐

7、身是高爐重要的組成部分，起著爐料的加熱、還原和造渣作用。自始至終承受著煤氣流的沖刷與物料的沖擊。但爐身上部和中部溫度較低（400～800℃），無爐渣形成和渣蝕危害。這部位主要承受爐料沖擊、爐塵上升的磨損或熱沖擊（最高達50℃/min）或者受到堿、鋅等的侵入和碳的沉積而遭受破壞。所以該部位主要采用低氣孔率的優(yōu)質(zhì)粘土磚及高鋁磚。特別是在耐火制品品種增加和質(zhì)量提高的情況下，高爐爐襯壽命都大為延長。但是隨著大中型高爐操作條件苛刻化和大幅度延長高爐壽命制度的確立，該部位要求采用在耐剝落性和耐磨性方面都很優(yōu)異

8、的耐火材料。因此，在爐身上部還采用磷酸鹽結(jié)合的粘土磚，上部和中部還采用硅線石質(zhì)耐火磚和耐剝落性優(yōu)異的高鋁質(zhì)耐火磚。爐身下部溫度較高，這部分區(qū)域是熱交換較多的區(qū)域，有大量低熔物形成，有熾熱爐料下降時的磨擦作用，煤氣上升時粉塵的沖刷作用和堿金屬蒸氣的侵蝕作用。因此，這個部位極易受侵蝕，嚴重者冷卻器全部被侵蝕光，只靠鋼殼來維持。所以，要求采用有很好的抗渣性、抗堿性和高溫強度及耐磨性較高的優(yōu)質(zhì)粘土磚、高鋁磚、剛玉磚、鋁炭磚或碳化硅磚，對于冷卻板結(jié)構(gòu)的內(nèi)襯也有使用石墨磚的。3.2.3爐腰用耐