熱風管系是熱風從熱風爐本體輸送到高爐之間的熱風管道系統(tǒng),,它包括送風主管,、支管、圍管以及連通主管和圍管,、主管和支管的熱風出口等部分,。由于高爐一代爐齡已提高到15~20年,,而熱風爐本體壽命達到20~30年,,因此,,熱風管系作為輔助系統(tǒng),其使用壽命至少應與高爐同步,。隨著高爐與熱風爐技術的不斷進步,,熱風溫度普遍提高,送風溫度最高可達1300℃,,部分鐵廠高爐熱風管道出現(xiàn)了管殼表面溫度過高,、發(fā)紅,內襯破損,、掉磚,、塌陷等問題,有的僅適用5~8年就進行維修,。熱風管系列耐火磚襯分為輕質隔熱層磚和重質工作層磚,,隔熱層一般由2層或多層輕質磚砌筑,靠管壁的外層多采用輕質粘土磚,,中間層采用輕質高鋁磚或輕質莫來石磚:在主管,、支管、圍管等部位的重質工作層可采用紅柱石-莫來石,、莫來石—紅柱石—剛玉等材質的耐火磚:在熱風出口部位,,由于熱風閥開啟過程中的瞬間沖擊力很大,可選用含紅柱石的剛玉—莫來石磚或性能相當?shù)哪突鸩牧�,。熱風管系耐火材料如果選擇不當,,是不能滿足高風溫的需求。
國內高爐的容積從幾百立方米到5500m3不等,,其熱風管系的耐火材料選擇標準相差較大,,由于以往多注重高爐與熱風爐的長壽技術,管系存在的問題多被疏忽,,出現(xiàn)問題通過小修或中修來彌補,,但隨著高爐大型化的技術發(fā)展,高爐與熱風爐本體長壽,,對于管系耐火材料,,其化學成分的要求在于控制原材料的質量和性能,沒有好的原材料,,工作襯的性能很難達到要求,。而常規(guī)的抗壓強度、體積密度,、氣孔率與爐襯耐火材料配方,、生產(chǎn)、價格密切相關,。
表1為(AL2O3)在55%~58%的紅柱石莫來石磚的部分性能,。在加熱永久線變化上,,要求不一,有些為±0.2%(1500℃X4h),,有些為0%~0.2%(1450℃X4h),,前者試驗溫度高50℃,后者要求數(shù)值范圍更窄,。蠕變率分為2種試驗條件,,1個為固定時間,如1400℃X50h不大于0.8%:1個為時間范圍,,如1450℃X(20~50)h不大于0.2%,。
表2表3為(AL2O3)在60%~75%的紅柱石莫來石磚部分性能。與表1比較(Fe2O3)要求提高,,體積密度增加,,耐壓強度、蠕變率,、抗熱破壞性能要求提高,。
表4為(AL2O3)在75%~80%的剛玉莫來石磚的部分性能。體積密度,,耐壓強度,、蠕變率要求較高。
從表1至表4看,,用于管系工作襯耐火材料的指標控制比較復雜,,要求各不相同:如果指標控制較少,對耐火材料生產(chǎn)企業(yè)有利,,但是對于管系長壽運行,、煉鐵生產(chǎn)穩(wěn)定運行不利。
考慮到熱風管系耐火材料的特點,,根據(jù)高爐熱風管系耐火材料的特點及用戶要求,,確定AL2O3 、Fe2O3,、TiO2,、(K2O+Na2O)、顯氣孔率,、體積密度,、常溫耐壓強度、加熱永久線變化,、蠕變率,、抗熱震性、導熱系數(shù)等物理化學指標�,;瘜W成分的設定主要考慮2個因素:一是與相關產(chǎn)品標準的繼承性和兼容性:二是熱風管系的使用安全性,。設置了AL2O3 、Fe2O3,、TiO2,、K2O+Na2O 4個化學指標,,AL2O3為其主要成分,,Fe2O3、TiO2,、K2O+Na2O 為雜質,,影響耐火磚的高溫使用性能,TiO2規(guī)范原料的品質,,因此需要加以限定,。小型高爐因為成本的考慮,未對TiO2,、K2O+Na2O含量提出要求,。
高爐及熱風爐用熱風管系耐火材料的技術要求不同導致煉鐵企業(yè)的耐火材料標準不一致。根據(jù)高鋁熱風管系的耐火材料特點及用戶要求,,確定AL2O3 ,、Fe2O3等化學組成、顯氣孔率,、體積密度,、常溫耐壓強度、加熱永久線變化,、蠕變率,、抗熱震性、等指標
管系工作層重質耐火磚著重控制蠕變率,、加熱永久線變化,、抗熱震性等指標:輕質磚著重控制導熱系數(shù)、加熱永久線變化,、耐壓強度等指標來作為耐火材料生產(chǎn)企業(yè)與用戶的驗收條件,,建立熱風管系耐火材料標準降低生產(chǎn)成本。