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    熱風爐各部位用耐火材料對工作環境的要求
    作者:admin  發布時間:2019-08-20 15:45  點擊率:
    熱風爐的蓄熱室和熱換是周期性進行的,以內燃式熱風爐為例,燃料在燃燒室下部噴出燃燒后的熱砌體沿著燃燒室上升并進入加熱格子磚后,從下面經煙道排除。燃燒加熱后向蓄熱室吹入高壓空氣,被格子磚貯存的熱量加熱,之后從燃燒室的中段抽出鼓入高爐中,送風溫度一旦降低至所要求的溫度以下,隨即切換轉入燃燒加熱周期周而復始。所以,為了保證連續向高爐提供高溫預熱空氣,一般每座高爐配備3~4座熱風爐。

    蓄熱室熱風爐的正常工作,要求其設備系統中的各閥門不斷進行開關狀態的轉換,對各種煤氣和空氣的流量和壓力要進行連續的調節,故熱風爐設備的傳動和控制系統是重要的組成部分。最簡單的是手動操作,廣泛用的是電動,還發展了液壓傳動、氣動等操作設備。

    熱風爐在工作中受到以下幾個方面作用:

    1、熱風爐在加熱狀態時,燃燒室的溫度很高,爐頂溫度可達1500~1560℃,從拱頂沿爐墻和格子磚向下,溫度逐漸降低;送風時,高速冷風從蓄熱室底部吹進,并逐漸被加熱。因此,熱風爐爐襯和格子磚室經常受到極冷及熱變化的作用,即受到熱應力作用。這樣可導致砌體出現裂紋、開裂和剝落,特別是內燃式熱風爐的爐墻,最易發生砌體的松動和傾倒,甚至造成“短路”而被動停爐檢修。因此,內燃式熱風爐的爐墻是額封路的一個薄弱環節。

    2、受到堿金屬的侵蝕。在煤氣和助燃空氣中,含有一定數量的堿性氧化物,燃燒后的灰分中含有20%的氧化鐵、20%的氧化鋅和10%的堿性氧化物(主要是氧化鉀)。這些物質的絕大部分是排除爐外的,但少數成分粘附在砌體表面,并向砌磚體內部滲透,日積月累,其深度可達20mm左右。這些物質與耐火磚發生化學反應,形成堿性鋁代硅酸鹽,使耐火磚的體積變化導致組織破壞,發生龜裂,降低了強度和高溫使用性能。特別是在蓄熱室上部,這種化學侵蝕作用比較突出。在含塵量和操作溫度一定時,若采用粘土磚,則反映生成物熔融溫度較低,在耐火磚表面形成玻璃質薄層,并通過毛細管向內部縱深擴散,侵蝕深度較大;若采用高鋁磚時,則生成物熔融溫度較高,且粘附在耐火磚的表面,不斷長大;采用硅磚時,反應生成物易揮發,耐火磚表面光滑,受侵蝕較少。另外,因格子磚處于四面加熱狀態之中,受化學侵蝕的程度比爐墻襯體大一些。

    近年來,由于采用新式煤氣清洗設備,煤氣含塵量將到10mg/m³以下,因此其化學侵蝕程度有所減小。同時,高質量耐火磚的廣泛應用,也增強了抵抗化學侵蝕的能力。

    3、熱風爐本身受荷載作用。熱風爐是一種較高的構筑物,其高度一般在25~50m的范圍內。蓄熱室格子磚下部承受的壓力為0.02~0.2Mpa,燃燒室下部襯體承受的靜荷重也達0.4~0.5Mpa,爐頂拱腳磚處承受的壓力為0.02~0.2Mpa。因此,在機械荷載和高溫作用下,砌耐火磚體易發生收縮變形和產生裂紋,影響熱風爐的使用壽命。

    熱風爐的燃燒室砌體的收縮量,在燃燒室12~20m的區域內,收縮量最大,這是由于溫度與荷載共同作用的結果。一般來說,灰縫的收縮量較大。若只考慮耐火磚砌體本身的收縮,在使用10個月和4年時,其收縮量分別為0.4%和1.1%,即隨著時間的延續,耐火磚砌體本身收縮量也隨之增大。

    熱風爐球頂的鍥形磚,常溫下承受自重產生的荷重一般約為0.05~0.1Mpa/cm2。當然直徑越大,荷重也越大,但對直徑達12m的大型熱風爐,常溫下的荷重也不很大。然而,當溫度升高時,鍥形磚的內側膨脹大,外側膨脹小,外側的磚縫變大和脹開,因耐火磚的膨脹引起應力集中于內側,結果造成結構變形,塌陷和耐火磚的脫落損壞。熱風爐的溫度越高,溶劑越大,此種現象越嚴重。

    綜上所述,熱風爐砌體受1200~1350℃的高溫作用,熱交換過程中溫度急劇變化的作用;高爐煤氣帶入灰塵的化學侵蝕作用;燃燒氣體的沖刷作用;機械荷載作用等。所以,人們在選擇熱風爐用耐火材料時,總體要求是:蠕變率小,熱容量大,高溫強度及熱穩定性好,具有良好的抗熱震性。
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