電石爐中石灰和碳質(zhì)材料反應(yīng)制得電石 (Ca O+C→CaC2+CO)溫度高達2000~2200℃,,每隔30~60min出一次電石液,,故對電石爐耐火材料的耐高溫性能及抗熱震性要求非常高。目前,,存在安全隱患的電石爐的爐蓋,、爐門及爐嘴等部位都通過水冷保護,以降低高溫對耐火材料的損壞,。
爐門是電石爐的關(guān)鍵部位,,要求耐火材料有足夠的耐火度、抗熱震性,、強度,、抗渣蝕性。傳統(tǒng)電石爐爐門用耐火材料有剛玉磚,、剛玉碳化硅磚,、氮化硅結(jié)合碳化硅磚、剛玉質(zhì)澆注料等,。
構(gòu)筑電石爐爐門用的特種耐火制品,,目前尚無國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),只有廠標(biāo):荷重軟化開始溫度在1650℃以上,,抗熱震性(1100℃,,水冷)大于6次。
電石爐爐門采用水冷卻裝置以保護耐火材料,,水冷套長時間使用會積聚水垢,,導(dǎo)致水套內(nèi)壓力急劇增大,最終水套爆裂或爆炸,,而水與電石接觸會劇烈反應(yīng),,存在嚴(yán)重的安全隱患。目前國內(nèi)有相關(guān)方面的研究,但還沒有取得水冷套的相關(guān)資料和成果,。電石爐爐門現(xiàn)在多數(shù)廠家都會選擇使用氮化硅結(jié)合碳化硅磚或者是選用鎂鋁尖晶石磚砌筑,,可以提高爐門抵抗高溫電石的侵蝕和延長爐壽。
電石爐爐蓋采用鋼板和耐熱混凝土等材料制成它用鋼板焊接成骨架,,里面通水冷卻,。在骨架上面和側(cè)面安裝水箱蓋板,水箱之間的縫隙用水泥和水玻璃混合后的灰漿糊住,,不使其漏氣,。影響爐蓋損毀的因素較多,如電極弧光輻射,、高溫堿氣流的沖刷侵蝕,、熱震作用等。因此,,要求爐蓋用耐火材料抗侵蝕性,、防滲透、具有高的強度,、耐磨損抗沖刷性能等,。爐蓋用耐火材料的發(fā)展趨勢是:磚→預(yù)制塊(件)→整體澆筑。使用一種鉻剛玉質(zhì)澆注料整體澆注爐蓋,,該澆注料結(jié)構(gòu)致密,、抗熱震性優(yōu)異、具有較好的高溫力學(xué)性能等,。目前,,國內(nèi)有使用鉻剛玉預(yù)制件砌筑電爐頂中心,取得一定成果,。
爐嘴用耐火材料是電石出爐時,,必須采用電弧去燒穿爐眼,爐眼用長數(shù)米的圓鋼打開,,電石液經(jīng)電石爐爐嘴流到電石盆里,。傳統(tǒng)電石爐出料爐嘴僅用通冷卻水的鑄鋼或鑄鐵結(jié)構(gòu),容易在出電石時被電石液中的高溫鐵合金溶液擊穿,,同時電石與冷卻水接觸反應(yīng)易發(fā)生爆炸,。
在爐嘴表面砌筑一層高性能鎂質(zhì)搗打料,既可以保護爐嘴,,又提高了使用的安全性,。
耐火膠泥傳統(tǒng)耐火泥漿的常溫強度和中文強度低,耐火材料接縫處是薄弱環(huán)節(jié),。為增加磚縫強度,,挺好抗侵蝕性,不同材質(zhì)耐火制品采用配套的耐火泥漿
高鋁質(zhì)和剛玉質(zhì)采用高強度磷酸鹽膠泥砌筑,磷酸鹽膠泥具有粘結(jié)強度大,,高溫下收縮小,,抗渣性能強等優(yōu)點:
結(jié)語:爐門及爐嘴是電石爐耐火材料使用要求最高的關(guān)鍵部位,至今仍存在很多安全隱患,,為進一步提高電石爐的使用壽命及安全性,,需要耐火材料廠家和電石爐廠共同合作進行試驗和研究。最終根據(jù)其操作條件,,選擇性價比高的材料,,實行綜合砌爐技術(shù),以獲得較佳經(jīng)濟效益和社會效益,。