任何熱工高溫窯爐在選擇耐火材料時,, 都必須注意以下問題。才能做出合理的耐火材料選擇,,并不是最貴的就是最好的,,也更不是最便宜的就是最實惠的,一定要選用合理的
1.1 耐火材料的耐火性能
眾所周知,,耐火材料在高溫下不軟化,,不變型是最基本的性能�,?墒瞧贩N不同的耐火材料,,荷重軟化溫度是不一樣的,要使熱工設(shè)備在操作過程中,,特別是在最高使用溫度下不喪失結(jié)構(gòu)強度,,不變型、不坍塌,,選用的耐火材料荷重軟化溫度必須高于最高使用溫度(我國目前能夠直接測試的荷重軟化溫度 1690~1700 ℃,超過此溫度,,只能通過相圖分析說明),。 例 如:河北以鋼廠引進美國生產(chǎn)技術(shù),反應(yīng)爐的燃燒室,、反應(yīng)段,、急冷段等部位,均采用高鋁磚,,使用壽命僅2個月,。 改用剛玉磚使用壽命達14個月以上,,急冷段達二年以上。
其原因是高鋁磚的耐火性能不夠高,。 反應(yīng)爐的最高使用溫度達1 920 ℃,。 通過相圖分析, 在使用溫度下,,高鋁磚的液相量達 20%~30%,,而高純剛玉磚出現(xiàn)液相的溫度接近 Al2O3 的熔點(2 025 ℃),當(dāng)材料內(nèi)部液相量達到一定比例時,,就會軟化變形,,并很快被沖蝕掉。
1.2 高溫窯爐內(nèi)的氣氛條件
任何熱工設(shè)備都是在一定氣氛條件下作業(yè),。有些耐火材料對氣氛條件十分敏感,,如含碳耐火材料的弱點就是易氧化,因此不宜在氧化氣氛條件下使用,; 含F(xiàn)e2O3,、TiO2 高的耐火材料不宜在還原氣氛條件下使用;氧化鉻,、氧化鎂質(zhì)耐火材料不宜在真空條件下使用等,。氣氛對耐火纖維及制品的影響更明顯。在含N2 50%,、H2 50%的氣氛條件下,,耐火纖維的熱導(dǎo)率比在空氣中大1倍, 在含H2 100%的氣氛中比在空氣中大 2 倍,,因此含氫氣爐的耐火纖維壁厚要比在空氣中大2倍,。在氫氣保護爐內(nèi)選用氧化鋁空心球隔熱制品比較好。 綜上所述,,熱工設(shè)備選擇耐火材料時,,氣氛條件不可忽視。
1.3 注意節(jié)能降耗
在全球大力發(fā)展低碳經(jīng)濟,,加強環(huán)境保護的形勢下,,節(jié)能減排成為我國的產(chǎn)業(yè)政策。 高溫窯爐是節(jié)能降耗的重點對象,,選擇耐火材料是保證節(jié)能降耗的基礎(chǔ),。 高溫窯爐使用壽命提高,耐火材料就減少了消耗,,同時節(jié)約了能源,,減少了廢物排放。 為了達到直接節(jié)能的目的,,高溫窯爐應(yīng)選擇合適的輕質(zhì)隔熱材料,,特別是直接受到化學(xué)侵蝕的部位,,可以在非工作層砌筑輕質(zhì)隔熱耐火材料或復(fù)合磚、保溫磚等,。 如某廠廢氣焚燒爐保溫蓋,,采用耐火纖維 澆注料比黏土澆注料重量減輕 90% 以上,使用壽命是粘土澆注料的4倍以上,,不用烘烤,,節(jié)約能源。
1.4 分部選擇砌筑高溫窯爐
所謂分部選擇砌筑,,就是在高溫窯爐的不同部位砌筑性能不同的耐火材料,,或同一性能而尺寸不同的耐火材料。眾所周知,,任何高溫窯爐內(nèi)襯各部位耐火材料的損毀程度是不同的,,有輕重之分,往往是個別部位損毀嚴(yán)重,,影響整個高溫窯爐的使用壽命,。例如礦棉爐,原用炭質(zhì)磚,、高鋁磚砌筑,,使用壽命不足一年,采用分部砌爐,,特別是侵蝕嚴(yán)重的渣線部位改為 Al2O3-SiC磚,,使用壽命三年以上。
分部砌爐要講究綜合的技術(shù)經(jīng)濟效果,, 根據(jù)各部位的實際使用條件,,選擇合適的耐火材料,或者將侵蝕嚴(yán)重部位的耐火材料尺寸放大,,使內(nèi)襯變厚,,做到經(jīng)濟合理。 使得同一高溫窯爐不同部位的耐火材料壽命同步,。