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砌筑焦炉用耐火材料及耐火泥介绍

发布时间:2021/5/6 17:59:37 点击率:
焦炉砌筑时,根据耐火砖的种类和各部位的温度选用不同的耐火泥。由于开裂、剥蚀或熔洞等原因造成炉体损坏,焦炉在热态下喷补或抹补时所用泥料为水玻璃作粘结剂的硅砂或粘土砂浆,以及磷酸作粘结剂的粘土砂浆。也有一部分因磷酸价格昂贵,用硫酸铝作粘结剂配制成热修泥料。除了上面提到的耐火材料外,为了减少高温墙体对外界的散热,通常采用保温墙体与外部墙体之间的保温材料。保温材料可直接填充,可调制成胶泥涂抹,也可制成保温砖或保温垫,也可制成保温毡,还可将轻粘土砖、蛭石、重晶石等作为骨料,用水泥、磷酸盐、水玻璃等作为保温材料,制成保温混凝土。焦炉常用的保温材料有硅藻土,轻粘土砖,膨胀珠岩,蛭石,硅酸铝纤维等。



炼焦炉用耐火砖砌补
在钢铁窑炉中,焦炉是一种规模大、使用寿命长的窑炉(20~50年),其砌筑及修补技术是近年来的研究热点。
尽管有些机械化(例如通过运输带运送耐火砖)作业可以进行,但焦炉砌筑作业在近半个世纪的基本技术上并无多大变化,
基本上属于典型的劳动密集型操作,与非定型机械化操作的其它窑炉相比,差别很大。

对焦炉,尤其是炭化室的修补,延长了使用寿命。在早期,尝试了多种方法(换耐火砖、换浇注料、喷射补丁等等),一些情况下停止了邻近炭化室的操作,还采取了一种大胆的办法,在高温下重新砌筑整个炭化室。
碳化室修复多年存在的问题是,修复后温度下降,对硅质耐火砖造成了破坏。如果同时考虑方石英、鳞石英的形貌变化,硅质耐火砖炉壁温度的预期降幅应在600℃左右,降幅较大,弥补了以往多采用湿式喷补方法所存在的不足。

70年代后期,日本发展并实现实用的干热修补法(氧丙烷火焰喷涂法),一举解决了当时的难题。后来又采用了各种方法,包括等离子火焰喷涂法。对焦炉寿命的提高有很大贡献,从而实现了30多年的运行周期。

1在焦炉砌筑前,要做好耐火材料的准备工作,将耐火材料放入耐火材料库,包括有盖库和露库。有盖库用于存放硅砖、保温砖和粉料,露天库储存粘土砖、高铝砖和红砖。辅助性材料也多放在有盖库中。河南耐火材料厂经过多年的建设,在这方面积累了大量的经验,耐火材料总量一般按以下方法即可方便地得出数据。封库硅砖:1.6~1.9t/m2封库粉料:2.7~3.0t/m2空心粘土砖等:2t/m2以上的系数都包括了通道,总耐火砖量较大时可采用上、下限。不管是封顶库还是露天库,都要有坚实的地面坪,库内地坪要高于库地面坪,四周要有排水沟。带盖库应保证不漏雨,库内灯光充足。

第二,为便于施工用料,耐火砖的码放应根据工程需要和库房的具体情况画出入库存放耐火砖的平面图,计划使用库房。该方法的原理是:将砌块按施工顺序码放,先砌筑部位的砖尽量靠近运输线路堆放;将砌块按砌筑部位分别码放;将不同类型的砖分别码放;将所有的砖,如硅砖、高铝型耐火砖、粘土砖、保温砖分别码放;将所有的砖,按不同规格分别码放;将所有的砖垛标识清楚,标明砖的种类、数量和使用部位,以免用错;砖垛之间的通道宽度:人行道不小于600mm,运输道不小于2000mm,砖垛到墙的距离不小于500mm;同一砖垛只能码放一块不完整的砖垛。
三、耐火材料的打磨、打磨施工前,对耐火材料应做好四个方面的工作,以保证施工质量和工期。

炼焦用耐火材料
1.硅砖中SiO2含量超过93%,SiO2能形成三种类型的结晶形态(石英、鳞状石英、方石英)和一种非结晶形态(石英),而同一种类的SiO2可形成多个同素异形体。有α-石英和β-石英两种石英;方石英有α-方石英和β-方石英两种;鳞状石英有α-鳞状石英、β-鳞状石英和γ-鳞状石英。在晶格和密度不同的情况下,三种形态与它们的同素异形体相互区别。他们在一定温度范围内保持稳定。在这个温度范围之外,就是晶形转变。在600℃之前,由于晶型发生变化,所以体积变化很大,并且在117℃、163℃、180—270℃以及573℃等温度变化点时,体积变化尤其明显,此时最容易造成砌体变形和硅砖开裂。但600℃以上硅砖体积变化平缓,抗急冷急热性优于粘土砖。所以,这对焦炉各部位材料的选择,焦炉砌筑、安装、烘炉、生产保养、冷炉等,都具有重要意义。硅砖属酸性耐火制品,耐酸渣侵蚀性能好。硅砖导热性好,荷重软化温度高,几乎与它的耐火性接近,一般在1620℃以上,这是由于硅砖鳞石英能形成良好的结晶骨架,表现为近结晶性。因为硅砖具有上述特点,所以现代焦炉的主要部位:炭化室、斜道区和回热室内的墙都是用硅砖砌成的。提高硅砖的导热性有利于焦炉强化生产,提高硅砖的密度可以提高导热性。
2.粘土砖的耐火强度虽然高,但荷重软化的起始温度远低于粘土砖的耐火强度,而且软化变形温度间隔很大,可达到200C以上。粘土砖是一种酸性耐火材料。耐蚀性好,热稳定性好,但导热性和力学性能都比硅砖差。方格砖、石英砖、小烟道衬砖、炉顶衬砖、炉门衬砖、升管衬砖等都要有很好的热稳定性,但由于对荷重软化温度要求不高,所以都采用粘土砖。圆筒砖为过烧粘土砖,表面光滑,密度大,机械强度高,耐磨性能好,适用于焦炉炉顶面及焦边工作台面等。
三、高铝砖中含有Al2O3含量48%以上的铝硅耐火砖称为高铝砖,其耐火度和开始软化荷重温度都比粘土砖高,耐渣性能好。抗急冷急热性能虽不如粘土砖,但优于硅砖,可用来砌筑燃烧室炉头。
四、叶蜡石砖是含SiO277%一78%,A12O319%一2l%的半硅砖,具有急冷、急热和抗渣性能,是一种新型耐火材料,已广泛应用于焦炉炉顶表面砖和水煤气发生炉内衬,其用途尚待开发。
5.耐火泥是一种能使砖石成为一体的粘结剂,具有与砖石相对应的性能,焦炉用泥应具有:(1)在常温下,砖石具有良好的可塑性,与粘结结合;(2)在干燥和烧结时,收缩较小;(3)耐火度和荷重软化温度高于其所在部位的温度。炼焦用耐火泥分为硅粉耐火泥和粘土耐火泥。硅火泥分高温(>1500℃),中温(1350一1500℃),低温(1000一1350℃)三种。

炼焦炉砌筑用耐火泥
耐火泥砌筑焦炉,要求在常温下有良好的可塑性和粘结性,以利施工;干燥后收缩性小,防止开裂;使用温度时可发生烧结或固结,并具有一定的强度,以保证炉体的坚固性和严密性;耐火强度和压力软化温度应高于使用温度。炼焦用耐火泥可分为硅砂和粘土两类。硅砖砌筑时使用硅灰泥,粘土砖砌筑时使用粘土灰泥。硅泥浆是用硅石、废硅砖和粘土混合制成。硅的主要成分是硅石,硅石中二氧化硅含量越高,耐火度越高。
添加废硅砖粉是为了提高硅火泥与硅砖的高温结合能力,由于废硅砖粉和硅砖的膨胀基本相同,可以在砖的表面贴上砖。废硅砖粉在硅火泥中的含量为20%~30%。添加粘结粘土后,可以提高火泥的可塑性,降低其透气性,降低失水率,一般添加量在15%~20%左右。
泥浆是用粘土(熟料)、废弃粘土(生料)粉末和粘合粘土(生料)制成的。生土为粘结剂,其添加量占粘土泥浆的75%~80%,生土为粘结剂,其添加量能提高粘土泥浆的可塑性,降低渗透性和失水性。但是加入量不能太大,否则容易产生裂纹,以加入20%~25%为宜。在温度低于1000℃的焦炉上使用粘土泥。
焦炉砌筑时,根据不同部位的砖品种和温度选用不同的耐火材料。由燃烧室顶至斜道区中、上部采用中温硅火泥,由斜道区下部至回热室中部采用低温硅火泥,由回热室下部采用加水玻璃的低温硅火泥。泥浆主要用于砌筑粘土砖的部位和修补焦炉炉膛。

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