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热风炉构成及耐火材料应用

时间:2020-06-18 14:08 编辑:耐火材料生产厂家点击:次


 
热风炉由炉壳、管道、附属设备、板式煤气换热器、板式空气换热器、框架及平台、耐火材料等所构成。
热风炉结构形式 
热风炉实质上是一个热交换器。现代高炉普遍采用蓄热式热风炉。由于燃烧和送风交替进行,为保证向高炉连续供风,通常每座高炉配置3座或4座热风炉。热风炉的大小及各部位尺寸。取决于高炉所需要的风量及风温。
热风炉耐火材料的使用条件及选择 
耐火材料使用条件
热风炉乃是蓄热式热交换器,其功用在于空气鼓入高炉前加热,再吹入高炉中。这些建筑物高(30~40)m。内和外燃式热风炉的设计结构比率不同。在燃烧室里高炉煤气或高炉与焦炉混合煤气的气体被焚烧,燃烧产物升起至热风炉圆顶下面,又把格子砖或耐火球通道加热,而它在热风炉下部离开。通过它加热格子砖或耐火球后,让冷空气通过(从下往上),接受格子砖或耐火球的热量被加热。现在提高热风温度达到1400℃或1500℃,甚至更高的温度;同时热风炉圆顶下将达到1500~1700℃。热风炉中使用条件苛刻的是热风炉圆顶,格子房上部和燃烧室内衬。
耐火材料经受温度变化和下层格子砖或耐火球的质量压力。格子房应该很快被加热,蓄积热,而后来还很快把热量交还空气。如果预热空气氧丰富(到30%),格子砖或耐火球按氧含量经受可变的气体介质作用。格子砖或耐火球和气流之间的温差约150℃,大多数耐火材料不引起破坏应力。下层砌体由于自身的压力,在长期使用期间引起耐火材料蠕变。高温格子房砌体上部的载荷尚小:在下部的耐火材料经受相当大的压力为0.4~2MPa,然而下部的温度相对不高。
耐火材料的选择
砌筑热风炉和格子房用的耐火砖,按1000h内蠕变试验结果选择。实际目的主要是解决两个问题:确定蠕变期间变形速度如何和在实验室测定这种速度到何种程度可以外推到15~20kh即低2年,到格子房上部检修)。确定高温热风炉内衬用耐火材料经受高温下的荷重,如果在热风炉中散开的温度和压力作用下,24h试验后它的变形0.2%和48h后小于0.4%。
硅砖在热风炉工作条件内的主要优势在于提高温度时的变形稳定性,高温下没有残余收缩,而℃以上及高温下线膨胀系数小。作为格子房材料硅砖的缺点是:体积密度小和热导率不高。
硅砖在0.4MPa荷重下,1500℃时快速破坏。将鼓入的空气预热到1550℃和高些<圆顶下1700℃),圆顶内衬和格子房适合采用刚玉耐火材料。高密度刚玉耐火材料在0.35MPa荷重下,1700℃,8h不变形。作为格子砖或耐火球它还有优势,高的热导率和更高的焓。已知刚玉以球的形式(Al2O3 99%)作为格子房材料应用。刚玉耐火材料在碳、氢和其他还原剂作用下,高温(到1600~1750℃)时对还原有高的稳定性,使这种耐火材料成为还原气体高温加热有前途的指定内衬材料。
我国大型高炉设计风温1250℃,热风炉炉体一般选用高级黏土砖,高铝砖,硅砖,莫来石砖。硅线石砖。红柱石砖和一些不定形耐火材料。当风温高于1100℃时,蓄热室高温部位选用低蠕变高铝砖,莫来石砖和硅砖。燃烧室与蓄热室用耐火材料基本相同,高铝或莫来石砖与硅砖配用。         
热风炉的耐火材料砌体结构 
目前我国高风温热风炉的耐火材料砌体结构基本上有两类(从高温区到低温区):
(1)硅砖-低蠕变高铝砖(中品质)-高铝砖-粘土砖;
(2)低蠕变高铝砖(高品质)-低蠕变高铝砖(中品质)-高铝砖-粘土砖。
也有的热风炉在使用低蠕变高铝砖的部位采用红柱石砖或硅线石砖。
从使用效果和投资费用来看,高温区使用硅砖(球)较好,因为硅砖的蠕变率低,在高温下长期使用体积比较稳定,热稳定性好,且耐火砖价格便宜。
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