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轻质高铝砖介绍及耐火砖应用

发布时间:2020-04-21 17:25 文章来自:http://www.zztynh.com/ 作者:天阳耐火材料/耐火
高铝砖又称高铝隔热砖(high-aluminium heat insulating brick)。氧化铝含量在48%以上、主要由莫来石和玻璃相或刚玉共同组成的轻质耐火材料。体积密度0.4~1.35g/cm3。气孔率66%~73%,耐压强度1~8MPa。抗热震性能较好。
      通常采用高铝矾土熟料加少量黏土,经磨细后用气体发生法或泡沫法以泥浆形式浇注、成形,经1300~1500℃烧成。有时也可用工业氧化铝代替部分矾土熟料。用于砌筑窑炉的内衬和隔热层,以及无强烈高温熔融物料侵蚀及冲刷作用的部位。直接与火焰接触时,表面接触温度不得高于1350℃。
        耐火材料是工业炉窑的主要构筑材料,是发展钢铁、有色金属、建材、石油化工,机械、电力等业的基础材料。耐火材料在冶金工业中占有重要的地位,我国冶金工业消耗的 耐火材料约占全国 耐火材料的,其中又以熔炼炉、加热炉及其附属设备消耗的 耐火材料所占比例最大。如砌筑高炉,需要消耗粘土砖、高铝砖、镁碳砖和刚玉砖约多吨。砌筑的炼铜反射炉,需要镁砖、镁铬砖、高铝砖、粘土砖及各种轻质绝热材料等约多吨。 耐火材料的使用不仅关系到生产过程能否顺利进行,而且在生产成本中占有一定的比重。目前,我国耐火材料消耗很大,以 耐火材料年总产量与钢的年总产量相比(耐钢,高达吨钢,比先进工业国家高出倍以上。单就平炉炼钢而论,吨钢消耗各种 耐火材料.。熔炼一吨粗铜也需消耗优质 耐火材料。因此,无论从技术的观点,还是经济的角度,正确选择和合理使用 耐火材料,都具有重要的意义。随着工业炉窑大型化、高效化和自动化,炉窑操作条件日趋苛刻,对耐火材料的生产和使用提出了更高的要求。能源消耗急剧增长,供需矛盾日益紧张,工业炉窑节能已成为发展生产的重要关键环节之一。
     耐火材料也必须满足节能的需要。因此,应根据炉窑结构特点及热工制度和生产工艺条件,正确选择和合理使用相应的 耐火材料,研究开发新型优质 耐火材料,以进一步保证高温炉窑的高效运行,提高炉窑的使用寿命,降低耐火材料消耗和节能。前已述及, 耐火材料长期处在高温下,还可能经受烙融炉渣和金属及高温高尘腐蚀性炉气的冲刷、侵蚀;经受温度骤变及各种应力的综合影响;经受机械和物料的撞击和磨损作用。时至今日,没有一种 耐火材料能完全满足上述使用条件的要求。虽然有的 耐火材料品种性能优良,但价格昂贵,尚无法在炉窑上大量应用。这就需要认真分析各种工业炉窑的工作条件,研究耐火材料的损毁机理,做到有针对性地就具体炉窑、具体部位的特殊需要,选择和应用具有相应材质的耐火材料,并注意各部位耐火材料之间在使用寿命上的配合和协调一致。
一、冶金炉窑对 耐火材料的要求冶金炉窑种类繁多,结构也很复杂, 耐火材料的选择和应用往往有很大差别。但是,必须满足下列要求:能承受高温作用,而不软化,不熔化;能承受高温荷重作用,不丧失结构强度,不发生变形和坍塌;有好的体积稳定性,在高温下不发生过大的体积膨胀和收缩,重烧线变化小;能抵抗温度急剧变化;能抵抗高温熔体的化学侵蚀和物理冲刷作用;外形尺寸规整,公差小。
二、 耐火材料在使役中损毁的机理: 冶金炉窑长期连续处在高温下运行,耐火材料工作条件恶劣,极易损毁,其中以熔炼炉最为典型。造成耐火材料损毁的因素很多,但归纳起来主要有以下几点:渣蚀作用由于熔渣和金属液或含尘腐蚀性气体的物理化学作用而引起的侵蚀。据统计有色冶金炉窑的炉衬是由于熔渣的侵蚀而损毁。炼钢转炉和电炉渣线区域主要是由于渣蚀,而成为损毁最严重的部位,并决定着炉衬的寿命。
温度剧烈变化作用许多炉窑,特别是间歇式操作炉窑,温度波动大,骤然变化产生很大的内应力,砖砌体开裂、剥落,严重时变形或坍塌倾倒。如炼钢转炉、电弧炉和铜锡熔炼反射炉,熔炼期最高炉温可达,而放渣和出钢、出铜后,炉内温度急剧降至,温度在短时间内波动太快太大,造成耐火材料内应力大,产生崩裂、剥落而损毁。气相的沉积作用很多熔炼炉和火焰炉,在生产过程中会产生.分解和铅、锌及碱金属氧化挥发,并在耐火材料气孔及砌缝内沉积,造成砖砌体龟裂、变形和化学侵蚀。这种现象在高炉、鼓风炉、竖窑及焦炉的上部较为突出。甚至成为这些部位损毁的主要原因。
        机械冲击和磨损作用许多炉窑内的物料是运动的。如高炉、鼓风炉及竖窑内的物料连续不断由炉顶向下运动;回转窑内物料作回转前进运动;转炉内液态金属作沸腾搅动等等。并且在运动的同时,物料还要发生一系列的物理化学变化。因此,对炉衬产生很大的机械冲击和严重的磨蚀作用,破坏性非常大。例如高炉炉喉磨损严重,不得不采用铸钢板加以保护。氧气转炉由于钢水的剧烈搅动,常发生炉衬被刷掉现象,而需经常补炉。单纯熔融作用许多耐火材料在高温热负荷作用下,往往发生重烧线变化,造成砌筑体失稳。有时操作温度过高,还会造成局部软化甚至熔融,形成熔滴,导致砌体坍塌。选用耐火材料时,一般应遵循下列原则:掌握炉窑特点根据炉窑的构造、各部位工作特性及运行条件,选用耐火材料。要分析耐火材料损毁的原因,做到有针对性的选用耐火材料。例如各种熔炼炉(如平炉、反射炉渣线及以下部位的炉衬及炉底,以受渣和金属熔体的化学侵蚀为主,其次才是温度骤变所引起的热应力作用,一般选用抗渣性优良的镁质、镁铬质耐火砖砌筑。渣线以上部位可选用镁铝砖或镁铬砖或高铝砖砌筑。
    以上熟悉耐火材料的特性熟悉各种耐火材料的化学矿物组成、物理性能和工作性能的朋友,应做到充分发挥耐火材料的优良特性,尽量避开其缺点。如硅砖荷重软化温度高,能抵抗酸性炉渣的侵蚀,但在以下发生晶型向品型的快速转变,耐热震性很差,而在以上使用时耐热震性较好,高温下只会膨胀不发生体积收缩,因而可选用作火焰炉炉顶砖、焦炉炭化室隔墙砖等。保证炉窑的整体寿命要使炉子各部位所用各种耐火材料之间合理配合,确定炉子各部位合理安全的使用耐火材料,发挥最大使用价值,为节能降耗。

高铝砖