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高温炉用耐火材料应满足的技术要求

     工业化的快速推进,带来了水泥、玻璃、化工、冶金等高温工业的快速发展,耐火材料行业进入快速发展阶段。与此同时,人们所关注的不仅是根据高温炉的具体工作条件正确选用合适的耐火材料,而进一步探究用什么样的耐火材料既可以保证窑炉的使用寿命又可以降低成本。作为从事耐火材料生产企业,还包括上游的原料生产企业和下游的水泥、玻璃、化工、冶金等用户企业,耐火材料企业应主动与上下游企业和科研院校加强合作,积极推进符合实际生产需求的高性价比耐火材料的应用和推广,充分发挥耐火材料对用户及相关行业的节能、降耗、创效益的积极作用。高温作业部门均要求耐火材料具备抵抗高温热负荷的性能,但由于作业部门不同,甚至在同一炉窑的不同部位,工作条件也不尽一致。下面简单的介绍以下:

    技术上满足工作条件的要求
    选用耐火材料时,必须考虑到炉子各部位工作条件,如炉温高低,变化情况,炉渣的性质,以及被炉渣和焙融金属机械摩擦或冲刷的情况。例如砌炉盖时,除了耐高温外,还应有良好的热稳定性,否则由于炉盖经常启闭,会导致耐火砖的破坏,而对抗渣性的要求是次要的。反之,在渣线附近的耐火材料则必须满足抗渣性的要求。总而言之,选用合适的耐火材料。
    1、生产的高温炉用耐火材料有以下几种:
    氧化锆制品:氧化锆砖是以电熔氧化锆砂为原料,经特殊工艺高温烧结而成的。氧化锆制砖具有耐高温(最高使用温度≥2500℃)、耐酸碱侵蚀、抗热震性等特点,广泛应用于科研、高熔点金属熔炼、激光晶体、石英玻璃、电子等工业的超高温窑炉及钢铁连铸等场合。例玻璃熔炉的关键部位采用铬锆刚玉材料,大中型水泥窑冷却带、过渡带采用锆质耐材等。
    刚玉制品:刚玉砖采用纯电熔白刚玉、合成莫来石、氧化铬等为原料,经成型、高温烧结而成。产品具有结构致密、耐压强度高、耐高温(≥1790℃)、热震稳定性好,耐酸、碱性气体侵蚀,不受H2、CO等还原气体的影响。高纯刚玉砖广泛应用于石化等行业的油或气气化炉、乙烯造气炉、氨分解炉,化学工业的炭黑反应炉,耐火材料及陶瓷工业的高温窑炉;铬刚玉砖应用于石化行业的水煤浆和石油焦加压气化炉背衬、油或气化炉工作衬,化学工业的炭黑反应炉内衬,耐火材料等工业的高温窑炉内衬;莫来石刚玉砖广泛应用于炭黑反应炉、耐火材料、陶瓷、电子工业的高温窑炉内衬。
    氧化铝制品:氧化铝空心球砖是以氧化铝空心球、刚玉粉、煅烧粉等为原料,经均化、成型、高温烧结而成。产品具有耐高温、耐酸碱侵蚀、导热系数低、隔热性能好、体积密度小等特性,主要用于陶瓷、电瓷、砂轮、耐火材料等工业各种高温窑炉的工作内衬和隔热衬。
    2、总之不论选用哪种耐火材料,应用在高温炉方面必须考量的指标有以下几点:
    抵抗高温真空作业和气氛变动的影响,不挥发,不损坏。要求材料具有低的蒸气压和高的化学稳定性。 
    抵抗高温热负荷和重负荷的共同作用,不丧失强度,不发生蠕变和坍塌。要求材料具有相当高的常温强度和高温热态强度,高的荷重软化温度,高的抗蠕变性。   
    抵抗火焰和炉料、料尘的冲刷、撞击和磨损,表面不损耗。要求材料具有相当高的密实性和常温、高温的耐磨性。  
    抵抗高温热负荷作用,不软化,不熔融。要求耐火材料具有相当高的耐火度。  
    抵抗温度急剧变化或受热不均影响,不开裂,不剥落。要求材料具有好的耐热震性。  
    抵抗熔融液、尘和气的化学侵蚀,不变质,不蚀损。要求材料具有良好的抗渣性。  
    抵抗高温热负荷作用,体积不收缩和仅有均匀膨胀。要求材料具有高的体积稳定性,残存收缩及残存膨胀要小,无晶型转变及严重体积效应。 
    另外,为了保证由块状耐火材料砌筑成的构筑物或内衬的整体质量。抗渣性和气密性好,并便于施工,还要求材料外形整齐,尺寸准确,保证一定的公差,并杜绝不允许存在的缺陷。为了承受搬运中撞击及可能发生的机械振动与挤压,要求材料必须具有相当高的常温强度。对有些特殊要求之处,有时还要考虑其导热性和导电性。
    经济上合理
    选用耐火材料时,除了考虑技术上的要求外,还需要注意耐火材料的成本和供应问题。有许多耐火材料,虽然性能好,但价格昂贵,使用受到限制。一般炉子易损坏部分的耐火材料质量要高,能用低级材料,就不用高贵材料。选择最合适的耐火材料,可以减少高温火焰和炉渣对炉衬的破坏作用,还要经常维护炉体,及时进行修补工作。另外,合理热工制度,控制炉温,避免炉温过高造成危害,缩短炉子的寿命;
    应该注意,虽然上述各点可作为评价耐火材料质量的依据,但是没有任何一种耐火材料能够完全满足所有上述要求。在选择或评价耐火材料时,必须使材料的突出特性与使用条件相适应,物尽其用。同时又考虑到经济核算。
信息来源:http://www.bestbw.com

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