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耐火材料应用简介   

(一)炼钢系统 
    炼钢系统包括转炉 、电炉、炉外精炼炉、钢包和中间包等设备。在电炉中,干式振动料、预制或现浇炉盖或炉盖:三角区等部位,均获得较好使用效果;在转炉和电炉中,损毁时一般采用耐火喷涂料进行修补,其方法有手工投补,湿式、干式或火 焰喷涂和溅渣护炉等。在转炉中,普遍采用溅渣护炉技术,炉龄能达到一万次以上;炉外精炼炉种类较多,RH法和DH法脱气装置的插入 管衬体,一般用高铝质耐火浇注料浇成整体,使用寿命为20~80次。钢包和中间包 是炼钢炉的重要附属设备,也是消耗耐火材料最多的热工设备。过去,钢包一般用粘土耐火砖、高铝耐火砖、半硅砖和蜡石砖等烧成砖砌筑,使用寿命为10~70次。当采用钢包吹 炼或连续铸锭时,因出钢铁温度高和停留时间长等原因,致使包龄急剧下降。所以,各国对包衬材质开发十分重视,也取得了显著进展。鞍钢转炉用200t钢包,用铝镁浇注 料和自流料筑衬,包龄分别为95次和80次左右;宝钢转炉 用300t钢包,用高纯铝镁 浇注料筑衬,经过修补后包龄一般在260次左右,耐火材料 单耗1.78kg以下;全国不少钢 厂不大于100t的钢包,用新技术 铝镁耐火浇注料,其包龄为90次左右,浇钢成本 每吨钢为5.50~7.50元。中间包包衬用 绝热板或镁质类涂料、挡渣堰用莫来石质、铝镁质和镁质耐火浇注料制作,可满足连续铸钢的技术要求。炉外精炼用整体喷枪,用于钢包吹氩或钢包喷粉等。其渣线以上部位用高铝质耐火浇注料,渣线至喷嘴部位用低水泥刚玉质 耐火浇注料,振动成型为整体包裹衬。上海宝钢用该枪吹氩,每炉吹氩时间为3~5min,每根喷枪寿命约 为50炉,即为150~250min;首钢用于喷粉, 其寿命为30~55min。
(二)炼铁系统
    铁系统包括烧结、 炼焦和高炉及其附属设备。带式烧结机点火炉用耐火可塑料和粘土结合耐火浇注料现场制作,或用磷酸耐火浇注料预制块吊装,其使用寿命为3~6年。当采用线式点 火装置时,炉顶压下较多,炉膛工作条件变好,可用轻质高强耐火浇注料或耐火纤维及其制品作衬,也获得较好效果;焦炉炉顶隔热层、覆面层和炉门等部位用耐火浇注料浇灌,炉头损坏时,则用喷涂料修补。另外,干熄焦设备 也用重质或轻质耐火浇注料;高炉是连续生产的炼铁设备。小型高炉曾用铝酸盐水泥和磷酸高铝质耐火浇注料预制块吊装砌筑,现在普遍用树脂结合剂铝碳不烧砖砌筑。大型高炉水冷壁用碳化硅浇注料、炉底垫层和周围砖缝则用 耐火浇注料和氮化硅质填料,炉衬损毁时则用耐火压入料和耐火喷涂料修补,以便延长使用寿命,使炉龄达到10年甚至15年。高炉出铁口一 般用散状的Al2O3-SiC-C质炮泥堵塞,可保 证铁口出铁稳定,操作正常。高炉出铁钩原用耐火捣打料捣制,沟料吨铁单耗约为1.1kg。现在用低气孔致 密质耐火材料浇注,一次通铁量达到10万t左右,一代沟龄累 计通铁量约90万t,耐材吨铁单耗小 于0.38kg。同时,自流耐火 浇注料和免烘烤耐火浇注料,在高炉出铁钩上也得到了应用热风炉是炼铁高炉的关键附属设备。中、小型高炉热风炉内衬,有用耐火浇注料预制块砌筑的。热风炉燃烧器可用耐火浇注料预制块砌筑或现场浇灌,其球顶则用浇注料 浇灌工作衬。大型热风炉炉身靠炉壳第一层体积密度约为1.3g/cm3的轻质喷涂料,球 顶则喷一层耐酸喷涂料,形成整体内衬,采用刚玉质耐火浇注料等材料,现场浇灌,获得了较好的使用效果;鱼雷式铁水罐和混铁炉一般局部或全部使用耐火浇注料,也可用耐火喷涂料修补,使用效果较好。
(三)建材系统
    建材系统包括水泥 、玻璃和陶瓷等工业部门。水泥窑衬用磷酸高铝质或镁质和镁铬质不烧砖,使用寿命6~18个月,局部也用不 定形耐火材料。冀东和柳州等大型水泥厂回转窑,耐火浇注料使用量为19%~35%,其主要品种为低 水泥耐火浇注料、铝酸盐水泥耐火浇注料、碳化硅质耐火浇注料和隔热浇注料等;在玻璃行业中,浮法玻璃生产线上的锡槽,是用耐火浇注料制作的。另外,玻璃池窑损毁时,则用硅质修补料进行补修。新建池窑保温时,一般用 硅质隔热浇注料;陶瓷行业用窑,有时用碳化硅质耐火浇注料和轻质耐火浇注料。
(四)轧钢系统
    轧钢系统工业炉种 类多、数量大,使用温度一般在1400℃以下,均为火焰 炉。该系统窑炉均可用不定形耐火材料作内衬,并取得良好的经济效果。轧钢加热炉用耐火可塑料作内衬,使用寿命很长,如武钢大型步进梁式加热炉已用25年多,现仍在使用 中。用粘土结合耐火浇注料整体浇灌炉衬,使用寿命一般为4~10年。对于蓄热式加 热炉来说,应选用微膨胀耐火浇注料作炉衬,现已使用2年多,完好无损。 锻钢加热炉一般为间歇操作、温变动大和有振动等,用砖砌衬,使用2~5个月,用粘上结合 耐火浇注料的能用2年以上众所周知, 轧钢加热炉的使用温度<1400℃并间歇操作,国 内外生产实践证明,其炉衬材料应选用Al2O3≤65%、烘干和1400℃烧后压强度分别 为20~25Mpa和不小于60Mpa,即可达到长寿的 目的。因为,铝含量高和强度大的耐火浇注料,其抗热震性差,使用时易剥落和开裂,影响其寿命。
(五)其他工业系 统在石化工业中
    管式加热炉用体积 密度为0.5~1.0g/cm3的轻质耐火浇注料 ,用手工涂抹或喷涂等方法施工,使用寿命5年左右。采用耐火 材料喷涂料筑衬,也获得了较好的使用效果。铂重整装置和乙烯装置等,也大量应用不定形耐火材料。特别是耐磨耐火浇注料在铂重整装置中得到了应用,可取消耐热钢龟甲网系统,其寿命也有所提高。各种转化炉内衬,使用温 度为600~1500℃,一般用铝酸盐 水泥耐火浇注料、低水泥耐火浇注料和刚玉浇注料等,使用寿命3~6年;在有色冶金工 业中,铅锌密闭鼓风炉、闪速炉、电解槽和轧制加热炉等热工设备,其局部用不定形耐火衬料。最近,铝电解槽上广泛采用防渗透耐火浇注料,取得了满意的使用效果;在蒸汽锅炉的内衬上,使用不定形耐火材料最早,也最普遍 。一般用铝酸盐水泥重质或轻质耐火浇注料,使用寿命10年左右。流化床发 电锅炉用高铝质、刚玉质和SiC质耐火浇注料和耐 火可塑料,其强度高、耐磨性好,满足了设计和使用要求。另外,在机械、耐火和垃圾焚烧等行业中,也使用不定形耐火材料,并取得良好的效果。


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