不知道熱風爐內襯侵蝕原因及內襯配置如何選？附幾大鋼廠熱風爐耐材配置表

時間：2022-05-30

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

熱風爐的基本結構

熱風爐的燃燒室由爐墻圍成空塔結構，爐墻內側有耐火磚，外側有耐火磚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，并在燃燒室內燃燒。產生的高溫氣體導致儲熱室拱**，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砌筑，以增強對流熱交換的效果。蓄熱室內格子磚全部支撐在耐熱鑄鐵的柱和爐排上，爐排應對應格子磚的孔。熱風爐廢氣聚集在柱之間，從煙道排出；鼓風從冷空氣出口引入，分布在柱之間，加熱格子孔。

熱風爐爐型

根據熱風爐燃燒室和蓄熱室的布置結構，熱風爐一般可分為內燃、外燃和**燃三種形式。目前，三種熱風爐在中國并存。內燃熱風爐分為普通內燃和霍戈文(DanieliCorus)改進型內燃熱風爐；外燃熱風爐分為地得式、考柏式和馬琴式；**燃熱風爐分為卡盧金(Kalugin)山東冶金設計研究院改進型**燃熱風爐。

熱風爐型示意圖

熱風爐襯的損壞機

由于熱風爐的結構形式不同，爐襯的損壞也不同：內燃熱風爐易損壞的部分為隔墻，外燃熱風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）熱應力作用。熱風爐襯砌和格子磚總是處于冷熱交替狀態(tài)，熱應力容易導致砌體裂紋、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），這些物質附著在砌體表面，滲透到內部，逐漸與耐火材料發(fā)生化學反應，產生低熔體，降低耐火材料的高溫性能，因此耐火材料純度高，雜質含量低。

(3)機械載荷。熱風爐是一種較高的建筑，蓄熱室下格子磚承受的載荷高達0.8MPa，燃燒室下襯里的載荷也達到了0.5MPa砌體在長期加熱狀態(tài)下容易產生較大的收縮變形，嚴重影響熱風爐的使用壽命。中溫區(qū)耐火材料強度高，因為耐蠕變性好。

熱風爐耐火材料的性能要求

熱風爐是一種定期重復加熱和放熱的熱工設備；根據目前熱風爐的使用情況，熱風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部晶相結構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。熱風爐的爐運行時間**過20年，耐火材料的自重負荷很大，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)生晶體轉化，破壞材料的完整性，因此硅磚不適合600℃此外，在熱風爐烘爐和停爐時，應緩慢加熱或冷卻，以確保石英晶體在不損壞材料的情況下轉化緩慢。

（4）具有較高的導熱性。高導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。耐火材料的導熱性是耐火材料較重要的物理性能之一。材料的導熱性與化學成分、礦物成分、密度、微組織結構和溫度有關。在鋁硅耐火材料中，耐火材料的導熱性隨之而來Al?O?含量增加；因此，如果熱風爐的格子磚采用蓄熱能力高的高鋁磚，熱風爐的風溫會大大提高。

（5）較低的線膨脹系數。線膨脹系數是指耐火材料隨溫度的體積和長度而增加的性能。根據耐火磚線膨脹率曲線與溫度之間的關系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**600℃。

主要耐火材料用于熱風爐

由于熱風爐上下溫差大，各段耐火材料差異大。

(1)熱風爐拱**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**的結構穩(wěn)定性，并滿足燃燒過程中將高溫煙氣均勻分配到蓄熱室的要求。因此，拱**設計為球形，避免爐殼側向推力不穩(wěn)定。由于熱風爐拱**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

熱風爐墻是指熱風爐體的墻體部分，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

蓄熱室是一個充滿格子磚的空間，其主要功能是利用內部格子磚與高溫煙氣和燃燒空氣進行熱交換。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

燃燒室是燃氣燃燒的空間。燃燒室空間的設置與熱風爐的爐型和結構密切相關。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

隔墻是內燃熱風爐中設置的單獨燃燒室和蓄熱室的爐墻。熱風爐隔墻為兩側加熱爐墻，大墻為單側加熱。因此，內燃熱風爐內爐墻膨脹較大，會導致隔墻向格子磚一側倒塌；此外，隔墻下兩側溫差較大，熱膨脹差較大。工作時，隔墻會彎曲開裂，導致底部爐排和支柱燒壞。因此，砌筑時應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

熱風爐燃燒器是一種將氣體和空氣混合并送入燃燒設備的設備。熱風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。

我國幾種典型熱風爐選用的耐火材料見下表。

(用耐火材料配置寶鋼外燃熱風爐)

詞條
詞條說明
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