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                    鄭州瑞道耐材有限公司主要生產高鋁磚、澆注料、粘土磚、輕質保溫磚等耐火磚,是專業的耐火材料生產廠家。

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                    閃速爐內襯對耐火材料的選擇

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                    閃速爐內襯對耐火材料的選擇

                    發布日期:2019-02-11 作者:瑞道小編 點擊:

                     閃速爐內襯對耐火材料的選擇 

                        隨著中國制造的飛速發展國內高溫窯爐的突飛猛進,窯爐對耐火材料的選擇也比以前更精密及科學性了,今天我們說一下高溫閃速爐對耐火材料的選擇及應用。

                        閃速爐是一種大型有色冶煉爐,是冶煉廠主要的設備之一,在運行過程中,為了完成生產任務及取得良好的技術經濟效G,不可隨便停爐,必須有計劃地停爐檢修為此,爐內襯材料的質量和砌筑質量就顯得重要根據閃速爐內襯幾次改革的經驗和實踐,閃速爐內襯在選擇耐火材料時,必須滿足以下幾點:

                    A、荷重軟化點要高。耐火材料應在高溫作用下具有不易軟化的性能;

                    B、高溫結構強度大。耐火材料在受到爐子熔體、砌體荷重和其他機械震動,在高溫下具有抗彎曲的能力;

                    C、熱穩定性要好。當耐火材料在爐內受到溫度驟變引起材料各部位溫度不均勻時,具有抵抗破裂和剝落的能力;

                    D、抗渣能力強。耐火材料在使用過程中,必須要有抵抗爐渣、金屬腐蝕的能力;

                    E、在熔煉爐,熔池內襯所選耐火磚必須是低顯氣孔率的;

                    F、高溫體積膨脹、收縮參數。耐火材料在高溫使用過程中,磚內部會發生物理化學變化,使材料體積產生膨脹或收縮。無論是膨脹還是收縮,都是筑爐必須要了解的技術參數;

                    G、外形尺寸公差要小。

                    閃速爐內主要用磚以鎂鉻磚為主,鎂鉻磚從20世紀60年代起,逐步提高原料純度和燒成溫度,物理性能不斷提高,品種日益增多,按化學成分、物理性能和制造工藝,可分為化學直接結合燒成鎂鉻磚、半再結合鎂鉻磚、電熔再結合鎂鉻磚(熔粒鎂鉻磚)、熔鑄鎂鉻磚、不燒結鎂鉻磚、預反應鎂鉻磚、全合成鎂鉻磚等,使鎂鉻磚得到更廣泛的應用。閃速爐基本上采用前4種鎂格磚(目前熔鑄鎂鉻磚采用的較少)。

                    閃速爐是一種大型有色熔煉爐,結構主要由進行爐料反應的反應塔、儲存并分離銅锍及爐渣的沉淀池和將煙氣排入余熱鍋爐的上升煙道三大部分。

                    由于閃速爐反應過程和爐子結構上的特殊性,其每個部位所選用的耐火材料的品種、砌筑要求等也不相同主要筑爐耐火材料理化參數見表1。(點擊圖片可查看高清大圖)

                    反應塔是物料快速反應的關鍵部位,物料在熔煉過程中的化學反應主要是在反應塔內進行。塔內高溫度達1400℃?1500℃??焖俜磻母邷貭t料在幾秒鐘內快速到達沉淀池,部分熔體沿著反應塔內壁流下,這些混合物料和高溫氣流直接沖刷爐壁,這種沖刷和物料的侵蝕直接影響到耐火磚的使用壽M。由于反應塔體吊裝在沉淀池上部,耐火磚砌筑在兩水平水套之間,更換極不方便。所以,塔體本身必須選擇具有良好的耐高溫、抗沖刷、耐侵蝕性很強的電熔再結合鎂鉻磚或電鑄鎂鉻磚。

                    對反應塔頂部內襯的要求要低一些,因為塔頂部只受輻射熱,溫度也較低。由于物料不直接沖刷,所以受到侵蝕程度也輕,可選擇不同的半再結合鎂鉻磚或優級直接結合鎂鉻磚雖然目前有些閃速爐采用一只中Y精礦噴嘴,高純度富氧冶煉,由于加強了塔頂的冷卻,仍可不需要很昂貴的G檔鎂鉻磚選用直接結合鎂鉻磚或半再結合鎂鉻磚均可。

                    沉淀池設在反應塔與上升煙道的下面,主要起到儲存及熔體分離作用,使用的耐火材料品種比反應塔、上升煙道多。

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                    2.2.1沉淀池內表面層

                    沉淀池上部空間是高溫氣體流動的通道氣體溫度在1350℃以上,這個區域不直接受液體侵蝕,氣體流速慢,沖刷力不強,耐火磚損耗沒有渣線區域和反應塔本體嚴重所以,在沉淀池頂部多采用半再結合鎂鉻磚或優級直接結合鎂鉻磚。在實際設計中,為了延長使用壽M,在沉淀池頂部還采用水冷梁冷卻爐頂結構,以降D爐頂溫度,增強耐火磚表面的抗腐蝕、抗氣流沖刷能力。

                    沉淀池渣線是熔池內容易被侵蝕的部位,也是損耗嚴重的部位。由于閃速爐熔渣呈堿性,主要由Cu、Fe、S、Pb、Zn的氧化物和SiO2等組成,其中FeO占35%?42%,SiO2占28%?34%,對耐火磚侵蝕嚴重。雖然閃速爐在C作過程中,為了降D渣中含銅量,經常調節SiO2含量和Fe/SiO2的比值。但是,熔渣對耐火磚的侵蝕能力是無法改變的。另一個容易被侵蝕的部位是反應塔下面沉淀池的三個面,這三個面直接受到沖刷和熔體的侵蝕。該區域是閃速爐溫度高、容易被侵蝕處,在閃速爐內襯設計時,為了提高該部位的抗侵蝕能力,通常還采用多種冷卻方式。所以,這些部位必須選用抗渣、抗沖刷性能強的優質半再結合鎂鉻磚。由于渣線區域還受銅锍放出次數頻繁的影響。所以,渣線部位選用電熔再結合鎂鉻磚比較合適。

                    爐底與渣線區以及整個熔池爐墻相比,沖刷、侵蝕程度要輕的多。但是,對這個部位用磚性能要求不比其它部位低。這是因為爐底是爐內襯的基礎。而且該部位的耐火磚少有一個面直接與液體相接觸,熔體在池內要有一定的停留時間,如果耐火磚選擇不當,就會出現液體滲漏,這是決不允許的。所以,要求爐底的耐火磚要有很高的耐壓強度,而且顯氣孔率要小,荷重軟化溫度要高,能長期在高溫液體的浸泡、壓迫下正常工作在渣線以下及爐底選用耐壓強度高的半再結合鎂鉻磚或電熔再結合鎂鉻磚比較理想用優級直接結合鎂鉻磚也可以,但理化指標必須滿足要求。

                    在爐墻鎂鉻磚外側通常選用鎂鉻澆注料內埋冷卻銅管或耐火粘土磚與搗打料結構形式。

                    2.2.2爐底中下層

                    爐底中下層用磚,除了耐火磚具有保溫作用外,爐底用磚的耐壓強度也是一個很關鍵的參數。因此,在爐底選磚上,必須考慮耐火磚的單位面積下的壓強根據我們多年的設計經驗和實踐,在閃速熔煉爐爐底上,熔煉溫度在1550℃以下,單位面積壓強必須大于8.0MPa以上所以,在下層所選用的是壓強大于30.0MPa的耐火粘土磚和壓強大于10.0MPa的高溫保溫磚。

                    2.2.3連接部

                    反應塔和上升煙道與沉淀池的連接部均為垂直相交,受氣流沖刷為嚴重。采用數根冷卻銅管為骨架,填充不定形耐火澆注料的結構。不定形耐火澆注料在高溫下必須具有良好的抗腐蝕、耐沖刷性能,而在施工時必須要有很好的流動性,以確保施工質量。成型后必須要有足夠的養護時間,以達到所要求的性能。

                    2.3上升煙道

                    上升煙道是閃速爐煙氣匯集排出的通道,在設計時,為了減少煙塵含量,通常設計煙氣入口處的煙氣上升速度較慢,一般為5.0?6.6m/s。煙氣在流動過程中有部分煙塵會粘結在內襯表面,表現突出的是斜頂和煙氣出口處。為了減輕煙氣出口處的結瘤,通常提高出口處煙氣速度(出口處煙氣速度一般高于煙氣入口處,為6.0?9.0m/s)。雖然氣流對耐火磚有一定的沖刷、侵蝕,當粘結物滲入到耐火磚一定深度后(稱掛渣),還可起到保護耐火磚的作用。但對煙氣出口處的結瘤必須按時清理,以免影響煙氣的正常排出。上升煙道區域的溫度比反應塔、沉淀池要低,正常運行時在1250"℃?1300"℃之間,一般選用半再結合鎂鉻磚或直接結合鎂鉻磚??拷恋沓夭糠趾团旁谏戏綔囟绕?,氣流變向有一定的沖刷,選用半再結合鎂鉻磚為好。目前有些G家為了減少上升煙道的維修量,在上升煙道直墻上增設多層水平銅板水套,以延長耐火磚的使用壽M.

                    從對以上三部分的分析得出,對耐火磚的選擇,必須根據具體情況來決定,并非選用的材質越高越好,主要是要選擇得當。

                    不定形耐火材料

                    不定形耐火材料是筑爐的輔助材料,可分為兩大類:搗打料和澆注料在工業爐窯上應用,主要用在不便使用耐火磚砌筑的部分、冷卻元件的部分和爐子底部不定形耐火材料品種很多,但用在閃速爐上可按化學成分大體分為4大類,如鎂鉻質、鎂質、高鋁質、粘土質。

                    閃速爐是結構較為復雜的爐種,使用不定形耐火材料的部位比較多,如反應塔頂H形梁、沉淀池頂H形梁、上升煙道頂H形梁以及連接部、爐墻和爐底等處。選材是根據使用部位而定。如H形梁內多采用鎂鉻質澆注料,連接部可用鎂鉻質澆注料、鎂質或高純鋁質澆注料,在普通爐墻處應根據砌磚結構要求,可選用鎂鉻質或鎂質澆注料,在這些部位的澆注料要求流動性要好,輕微震動便可流動到需要的位置。在爐子底部,在鎂鉻磚下層多為鎂鉻質搗打料,在粘土耐火磚下通常使用粘土搗打料。爐子底部使用的搗打料不要求流動性,而且對搗打料的含水量還有一定的要求。

                    不定形耐火材料的施工大都在工地現場進行,僅有少量的不定形耐火材料產品是在工廠制作,如燒嘴磚、預制梁等。

                    不定形耐火材料在施工時,必須按供貨商提供的施工 要求,按順序進行施工、養護。

                    閃速爐內襯的改進與發展

                    目前生產廠家為了使鎂鉻磚更廣泛適應各類爐子的需要,提高爐內襯使用壽M,都在不斷地改變生產工藝,研究新配方,以提高鎂鉻磚Cr2O3、MgO的純度和含量,J低SiO2、Fe2O3等雜質的含量;提高鎂鉻磚的燒成溫度和延長燒成時間,以滿足內襯設計的壽M和減少維修量的要求。

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                    4.1反應塔

                    反應塔隨著耐火材料的發展,變化比較大。過去認為比較理想的電鑄磚反應塔內襯,目前已被電熔再結合鎂鉻磚所代替。因為電鑄磚雖具有很強的抗沖刷性能,但抗剝落性差。電熔再結合鎂鉻磚(也稱熔粒再結合鎂鉻磚)在高溫下抗沖刷低于電鑄磚,但具有很強的抗剝落性能為了提高電熔再結合鎂鉻磚在高溫下抗沖刷性能,擴大電熔再結合鎂鉻磚在閃速爐上的應用,使電熔再結合鎂鉻磚在反應塔內襯達到電鑄磚的抗沖刷性能,目前采用多層水套之間砌筑電熔再結合鎂鉻磚的方法,降D電熔再結合鎂鉻磚表面溫度根據國內閃速爐反應塔改造運行情況,證明這種改進是成功的。

                    4.2連接部

                    反應塔和上升煙道與沉淀池的冷卻銅管為骨架的連接部,目前有的工廠已不再采用冷卻銅管為骨架的連接部,改為垂直沉淀池的銅水套鑲耐火磚的結構形式,將垂直水套固定在爐體上,耐火磚鑲入水套。這種耐火磚是經過專門加工、燒制而成,與耐火澆注料相比,更具有抗沖刷、耐腐蝕的性能。加上有水套冷卻,這種結構形式是冷卻銅管為骨架澆注不定形耐火材料結構形式無法相比的,而且施工、維修方便。

                    爐襯的使用壽M

                    爐內襯的使用壽M與爐子尺寸、C作工藝和實際運行的容積熱強度等有密切的關系反應塔的尺寸是根據反應塔的單位容積熔化量和單位Z佳容積熱強度計算得到的,這一尺寸可以獲得理想的爐內襯使用壽M。增加單位容積熔化量,提高容積熱強度,都會縮短爐內襯的使用壽M。根據我國閃速爐的運行情況分析,年投料量15萬t,反應塔內容積熱負荷1035MJ/(m3·h),其大修時間一般為10年。當投料量增加到20萬t,反應塔容積熱負荷增加到1246MJ/(m3·h)時,反應塔使用壽M降D,此時反應塔內熱負荷過重,可以增加水套冷卻面積,以降D爐內襯的表面溫度。

                    沉淀池Z容易損壞的部位是渣線區,還有就是連接部,每年根據生產具體情況檢修一次。如果繼續增加投料量,提高熱負荷,必須改進爐內襯的結構。

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                    為了更詳細的了解閃速爐的運作工藝流程及它的原理,請走進我公司的網站www.smxyjjw.com做更多了解,鄭州瑞道耐材公司從事耐材行業15個年頭,對于各種耐火材料的制作工藝及耐火材料的應用范疇都有一定的技術性的把握,公司有的技術團隊為你量身定做你需要的知識及選材。

                    鄭州瑞道耐材公司主要生產銷售高鋁磚、粘土磚、保溫磚、耐火澆注料、耐火骨料、高鋁水泥、聚氫磚,耐酸磚、電熔鋯剛玉磚等高溫窯爐用的耐火材料及窯爐的施工維修。


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