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高炉耐火材料选择、磨损因素及砌筑介绍

编辑:耐火砖   浏览:   时间:2020-08-07


 
高炉耐火材料的磨损因素
1、高温渣铁的渗透与侵蚀
2、高温和热震破损
3、炉料和煤气流的摩擦冲刷及煤气炭素沉积的破坏作用
4、碱金属和其他有害元素的破坏作用
高炉内任何部位的破坏,都适多种破坏机理的交替综合作用的结果。高炉寿命是炉型设计、耐火材料结构及材质、高炉冷却设备与工艺制度、冶炼条件等因素的综合作用的结果。
高炉耐火材料的选择 
高铝砖对高炉渣的作用,铁水冲蚀,高温下的磨损,具有高的稳定性,并对一氧化碳有惰性。可是在碱介质中,在高温条件下工作时,发现刚玉转化为β-氧化铝。这个转化伴随体积增大20%,而导致碎裂。基质首先与碱蒸气相互作用。刚玉砖用莫来石或铬铝的基质代替刚玉结合,提高制品对碱作用的稳定性。
进一步提高高炉耐火材料效率是采用碳化硅制品;特别是用于炉身下部和炉腹内衬。碳化硅--化学惰性。对磨损,碳化硅耐火材料有非常高的稳定性,与碳质制品比较,碳化硅对氧化的稳定性较好。高炉应用碳化硅制品的主要问题是开发对碱具有足够高稳定性的结合剂。从试验的焦油结合碳化硅石墨制品,陶瓷(黏土)结合的,氧氮化物和氮化物结合的碳化硅制品,氮化物和氧氮化物Si3ON2结合的制品有比较好的稳定性。可是发现自结合碳化硅制品更抗碱。既然自结合碳化硅制品制造困难,研究碳化硅含量各种组合的耐火材料:高铝碳化硅的,石墨碳化硅的等。
镁质耐火材料在炉身下部,炉腰和炉腹经过试验。它的寿命指标比高质量的黏土砖高些,然而低于碳化硅。炉身下部和炉腹选择合适的耐火材料,现在还在继续进行。
炉身下部和炉腹经过连续工作时间到5~8年,个别情况到10~12年。炉身和炉腹的中间修理(Ⅱ级检修),通常要12~18d完成。它是停炉,吹掉内衬、冷却,检查,内衬更换,检修金属构件和设备以及熔炉。个别场合的修理主要进行喷补。它由生产致密砖时应用的同样原材料构成喷补料,利用氧化铁含量低的矾土水泥或高铝水泥做结合剂。已知是不停炉,修理体积不大的方法,在这种情况下,专用成分的耐火泥料通过炉壳的孔,小于1.5MPa的压力下在炉中完成。这种泥料使用的黏结物质或软化温度超过200℃的煤焦油,冲淡的液体油,沥青或水玻璃结合的高铝水泥。
炉身上部修理(II级修理)可以不冷炉进行喷补。
炉床和炉缸内衬基本上由碳质砌筑。碳质制品的优越性表现它在还原或惰性气氛中耐火度超过3000℃)高,随温度提高,强度增大,在很宽的温度范围内体积不变,抗热震性好,对金属和渣的不润湿性以及能够制取公差要求严格的大块砖。炉床砌上3~4列有褶皱的炭质大砖,长到1.5~3.5m,断面积(0.5~0.65)m×(0.5~0.65)m。炉床上面的墙砌上碳质大砖。炉床中心上部系列用高铝褶皱(预防浮起)砖完成。为了预防砖浮起还用所谓顶砌的方法砌砖。作者认为耐火材料与生铁相互作用的较低温度为1100~1150 ℃。如果炉床上部应用高铝制品,沿砖表层通过1100~1150℃等温线,引起出铁温度为1450℃左右。高铝砖在1100~1150℃等温线层变薄时,砖外层温度提高,出铁温度降低。这样一来出铁温度成为高炉炉床内衬状态的指示器。比较大的炉子由炉床下面配备调节冷却。炉床损毁的主要原因(砖浮起)——在铁静压力作用下,铁钻进砖之间的锯齿缝里。所以炉床砌体要在精心准备好的大砖试验台上预先装配。较大炉子的炉床耐火材料砌体的总厚度达到5m。必须预防炉子底座由于加热(特别是不均匀)和炉床破坏时产生铁的意外破口。
用碳质和高铝砖砌筑炉缸。炉缸墙的碳质砌体用标准冷却装置或水套(二层炉壳帮助冷却。炉缸上部(风口带)适合砌筑碳化硅耐火材料。  
高炉用耐火材料砌筑
高炉耐火材料施工,自下而上可分为13个主要分部工序:A.乱炉底板下耐火浇筑料和捣打料施工。B.炉底炭胶压人,使炉底与炉底捣打料结合充实。C.满铺找平层,炭料填捣,在灌胶孔已全部封焊完毕之后,将炭素料运到施工地点,并且完成中心划线测量的准备,经扁钢分格后实施炭捣找平。D.砌筑炭化硅砖。在找平层施工完成并且达到标准后,安装钢支架及支撑枕木,然后,从中心开始向两头砌筑,较后用风镐捣固充入预留膨胀缝中的填料。E.满铺炭砖炉底:用专用工具(真空吸盘)吊装炭砖就位,按各层炭砖施工图纸所规定的角度位置施工,在保证安全和精度的前提下,采用50—70%的炭砖胶接材料进行砌筑。F.砌筑混合炉底:使用环形炭砖支撑座进行施工,完成这项工作后,即可进行炉墙砌筑。G.砌筑铁口下炉缸炭砖。H.砌筑铁口带炉缸墙体。I.砌筑风口下炉缸墙。J.砌风口带炉缸墙。K.砌炉腹及部分炉腰的耐火砖。L.砌筑炉身及部分炉腰耐火砖。M.完成炉喉浇注料施工。以上13个部位可按不同情况分段分期进行施工。当炉壳设计有耐火砖砖托时,可采取措施先施工炉身段,后施工炉底至炉腰段,并可同时平行流水施工。          
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