不知道熱風(fēng)爐內(nèi)襯侵蝕原因及內(nèi)襯配置如何選？附幾大鋼廠熱風(fēng)爐耐材配置表

時(shí)間：2022-05-30作者：河南省熱豐鍋爐有限公司瀏覽：201

高爐熱風(fēng)爐是高爐的重要輔助設(shè)備之一。它是一種蓄熱換熱器，可以為高爐的有效運(yùn)行提供一定溫度的熱風(fēng)，即將鼓入高爐的空氣從室溫加熱到高 溫（約°C)，其風(fēng)量應(yīng)充足，供應(yīng)應(yīng)應(yīng)連續(xù)。因此，每個(gè)高爐通常配備3?4 座熱風(fēng)爐，以便交替加熱和送風(fēng)。

熱風(fēng)爐的基本結(jié)構(gòu)

熱風(fēng)爐的燃燒室由爐墻圍成空塔結(jié)構(gòu)，爐墻內(nèi)側(cè)有耐火磚，外側(cè)有耐火磚1~2層保溫磚和緩沖填料。底部的燃燒器充分混合了引入的氣體和燃燒空氣，并在燃燒室內(nèi)燃燒。產(chǎn)生的高溫氣體導(dǎo)致儲熱室拱**，然后分配到所有格子孔中加熱格子磚。燃燒室上部有熱空氣出口，熱空氣閥和熱空氣管。

蓄熱室的爐壁上覆蓋著蓄熱格子磚。格子磚的格子孔上下連接?？仔螢閳A形和矩形。矩形孔的長度和短邊交錯(cuò)砌筑，以增強(qiáng)對流熱交換的效果。蓄熱室內(nèi)格子磚全部支撐在耐熱鑄鐵的柱和爐排上，爐排應(yīng)對應(yīng)格子磚的孔。熱風(fēng)爐廢氣聚集在柱之間，從煙道排出；鼓風(fēng)從冷空氣出口引入，分布在柱之間，加熱格子孔。

熱風(fēng)爐爐型

根據(jù)熱風(fēng)爐燃燒室和蓄熱室的布置結(jié)構(gòu)，熱風(fēng)爐一般可分為內(nèi)燃、外燃和**燃三種形式。目前，三種熱風(fēng)爐在中國并存。內(nèi)燃熱風(fēng)爐分為普通內(nèi)燃和霍戈文(DanieliCorus)改進(jìn)型內(nèi)燃熱風(fēng)爐；外燃熱風(fēng)爐分為地得式、考柏式和馬琴式；**燃熱風(fēng)爐分為卡盧金(Kalugin)山東冶金設(shè)計(jì)研究院改進(jìn)型**燃熱風(fēng)爐。

熱風(fēng)爐型示意圖

熱風(fēng)爐襯的損壞機(jī)

由于熱風(fēng)爐的結(jié)構(gòu)形式不同，爐襯的損壞也不同：內(nèi)燃熱風(fēng)爐易損壞的部分為隔墻，外燃熱風(fēng)爐為燃燒室和蓄熱室的拱**，兩室之間的橋梁連接等高溫部分。綜合損壞的主要原因如下：

（1）熱應(yīng)力作用。熱風(fēng)爐襯砌和格子磚總是處于冷熱交替狀態(tài)，熱應(yīng)力容易導(dǎo)致砌體裂紋、剝落、砌體松動等破壞因素，因此耐火材料具有良好的耐熱沖擊性。

（2）化學(xué)侵蝕。由于燃燒氣體和燃燒空氣含有某些堿性氧化物（氧化鐵、氧化鋅等），這些物質(zhì)附著在砌體表面，滲透到內(nèi)部，逐漸與耐火材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生低熔體，降低耐火材料的高溫性能，因此耐火材料純度高，雜質(zhì)含量低。

(3)機(jī)械載荷。熱風(fēng)爐是一種較高的建筑，蓄熱室下格子磚承受的載荷高達(dá)0.8MPa，燃燒室下襯里的載荷也達(dá)到了0.5MPa砌體在長期加熱狀態(tài)下容易產(chǎn)生較大的收縮變形，嚴(yán)重影響熱風(fēng)爐的使用壽命。中溫區(qū)耐火材料強(qiáng)度高，因?yàn)槟腿渥冃院谩?/p>

熱風(fēng)爐耐火材料的性能要求

熱風(fēng)爐是一種定期重復(fù)加熱和放熱的熱工設(shè)備；根據(jù)目前熱風(fēng)爐的使用情況，熱風(fēng)爐對蓄熱材料的要求如下：

（1）具有良好的體積穩(wěn)定性，即在高溫使用中不會因內(nèi)部晶相結(jié)構(gòu)的變化而引起過度的膨脹和收縮，使蓄熱磚和砌體具有良好的體積穩(wěn)定性。

（2）具有良好的抗高溫荷載蠕變性能。熱風(fēng)爐的爐運(yùn)行時(shí)間**過20年，耐火材料的自重負(fù)荷很大，因此耐火材料在高溫下具有良好的抗蠕變性能。硅磚具有優(yōu)異的高溫蠕變性能，其次是接近莫來石的高鋁產(chǎn)品。

(3)蓄熱性能高。這就要求材料具有高密度和高比熱容。硅磚體積密度小，蓄熱能力差，在600℃在以下情況下，容易發(fā)生晶體轉(zhuǎn)化，破壞材料的完整性，因此硅磚不適合600℃此外，在熱風(fēng)爐烘爐和停爐時(shí)，應(yīng)緩慢加熱或冷卻，以確保石英晶體在不損壞材料的情況下轉(zhuǎn)化緩慢。

（4）具有較高的導(dǎo)熱性。高導(dǎo)熱性可以使蓄熱體在換熱器周期中以速度和效率吸收和放熱。耐火材料的導(dǎo)熱性是耐火材料較重要的物理性能之一。材料的導(dǎo)熱性與化學(xué)成分、礦物成分、密度、微組織結(jié)構(gòu)和溫度有關(guān)。在鋁硅耐火材料中，耐火材料的導(dǎo)熱性隨之而來Al?O?含量增加；因此，如果熱風(fēng)爐的格子磚采用蓄熱能力高的高鋁磚，熱風(fēng)爐的風(fēng)溫會大大提高。

（5）較低的線膨脹系數(shù)。線膨脹系數(shù)是指耐火材料隨溫度的體積和長度而增加的性能。根據(jù)耐火磚線膨脹率曲線與溫度之間的關(guān)系600℃過去，硅磚的線膨脹率很大；**過600℃后膨脹率幾乎保持不變。因此，硅磚的使用溫度不應(yīng)**600℃。

主要耐火材料用于熱風(fēng)爐

由于熱風(fēng)爐上下溫差大，各段耐火材料差異大。

(1)熱風(fēng)爐拱**區(qū)

拱**是連接燃燒室和蓄熱室的空間，包括工作磚、填料層和絕緣層。在工作過程中，需要在高溫下保持拱**的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并滿足燃燒過程中將高溫?zé)煔饩鶆蚍峙涞叫顭崾业囊?。因此，?*設(shè)計(jì)為球形，避免爐殼側(cè)向推力不穩(wěn)定。由于熱風(fēng)爐拱**區(qū)域溫度高，**過1400℃，所以工作層所使用的高鋁磚為低蠕變高鋁磚，該部位也可選用硅磚、莫來石磚、硅線石、紅柱石磚或低蠕變高鋁磚，工作層外部筑的是硅藻土磚或保溫粘土磚，較外層填充的是水渣或水渣硅藻土填料。

(2)大墻

熱風(fēng)爐墻是指熱風(fēng)爐體的墻體部分，包括工作層磚、填料層和絕緣層。工作層磚根據(jù)上下溫度選擇不同的耐火磚，厚度為300~500mm之間，由于上部溫度較高，硅磚和莫來石磚主要用于中下部。高鋁磚、硅線石磚和粘土磚可用于中下部。為了保溫，通常在高溫區(qū)工作層磚外砌一層輕質(zhì)粘土磚，并在兩層保溫層前填充保溫填料層。

(3)蓄熱室

蓄熱室是一個(gè)充滿格子磚的空間，其主要功能是利用內(nèi)部格子磚與高溫?zé)煔夂腿紵諝膺M(jìn)行熱交換。蓄熱室上部采用硅格子磚，中部采用低蠕變高鋁磚、莫來石磚、硅線石磚、紅柱石磚等。粘土磚通常用于下部。

(4)燃燒室

燃燒室是燃?xì)馊紵目臻g。燃燒室空間的設(shè)置與熱風(fēng)爐的爐型和結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。硅磚、莫來石磚或低蠕變高鋁磚用于燃燒室的高溫區(qū)域，普通高鋁磚和粘土磚可用于中低溫區(qū)域。

(5)隔墻

隔墻是內(nèi)燃熱風(fēng)爐中設(shè)置的單獨(dú)燃燒室和蓄熱室的爐墻。熱風(fēng)爐隔墻為兩側(cè)加熱爐墻，大墻為單側(cè)加熱。因此，內(nèi)燃熱風(fēng)爐內(nèi)爐墻膨脹較大，會導(dǎo)致隔墻向格子磚一側(cè)倒塌；此外，隔墻下兩側(cè)溫差較大，熱膨脹差較大。工作時(shí)，隔墻會彎曲開裂，導(dǎo)致底部爐排和支柱燒壞。因此，砌筑時(shí)應(yīng)留出膨脹縫和加固方法。隔墻使用的耐火材料與燃燒室使用的耐火材料相同。

(6)燃燒器

熱風(fēng)爐燃燒器是一種將氣體和空氣混合并送入燃燒設(shè)備的設(shè)備。熱風(fēng)爐中使用的燃燒器分為金屬和陶瓷兩種，其中陶瓷燃燒器主要是莫來石或堇青石-莫來石質(zhì)。

我國幾種典型熱風(fēng)爐選用的耐火材料見下表。

(用耐火材料配置寶鋼外燃熱風(fēng)爐)


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