焦炉各部工作环境与所用耐火砖

2018-02-06 10:57:06 0

江苏快三  焦炉是在隔绝空气的条件下,将煤加热到950-1100℃,经干馏而获得焦炭及其副产品的连续工作型热工设备。

江苏快三  焦炉主要由燃烧室、炭化室、炉顶、斜道、蓄热室和小烟道等部分组成。

焦炉

  (1)炭化室、蓄热室。焦炉炭化室的底部除承受煤和焦炭的质量外,在推焦过程中还受到摩擦作用,炭化室顶部受上面的覆盖层和加煤机的静负荷和动负荷作用,因此应选用具有高强度和耐磨损的耐火砖。

  在炼焦过程中,在低温阶段有水分排出,燃气的燃烧产物含有少量水分,所以在炭化室和燃烧室中不宜用易水化的耐火砖。

  焦炉的炭化室和蓄热室是周期性工作的,炭化室墙表面的实际温度为1000-1100℃,出焦开始后,耐火砖砌体温度逐渐降低,至装入冷煤后降到700℃左右,据此特点,炭化室用硅砖砌筑。硅砖高温强度较高,荷重软化温度接近耐火度(一般为1620〜1660℃,优质硅砖大于1660℃),具有在高温下长期使用不变形的优点,烧成良好的硅砖在600℃以上一般无晶型转化,温度膨胀系数也较小.但在蓄热室两侧边墙因冷热交替温差较大,宜选用优质粘土质耐火砖。有时为了保证整座焦炉的整体结构,避免使用线膨胀系数不同的材料,仍使用硅质材料,在其外侧用粘土砖保护。蓄热室中的格子砖为非承重结构,应采用粘土质耐火砖.

  炭化室炉门内衬和炭化室两端的炉头,由于炉门开启时温度骤然变化,由1000℃降到500℃以下,超过了硅砖体积稳定的界限(573℃),因而选用抗热震性更好的材质,过去多数选用粘土质耐火砖,现在趋向于选用抗热震的优质高铝材料(Al2O3小于60%),如红柱石砖、高铝砖等。

江苏快三  (2)燃烧室、斜烟道。燃烧室选用硅砖.斜烟道区除了不直接与煤和焦炭接触外,其他工作条件与炭化室燃烧室相近,只是最高工作温度比燃烧室稍低,为保证焦炉的整体结构,该部位仍用硅砖。

  总的来说,焦炉用耐火砖主要是硅质耐火砖。硅砖中物相组成应以鱗石英为主,残余石英越少越好。据资料统计认为,含量应小于化学组成中Al2O3·Fe2O3江苏快三和碱性氧化物等杂质,应降低到允许的范围。因为这些杂质组成对硅砖性能影响很大,如降低荷重软化温度、增大熔蚀指数等。

  一、硅砖

  硅砖属于酸性耐火材料,具有良好的抗酸性侵蚀能力,它的导热性能好,荷重软化温度高,一般在1620℃以上,仅比其耐火度低70~80℃。硅砖的导热性随着工作温度的升高而增大,没有残余收缩,在烘炉过程中,硅砖体积随着温度的升高而增大。所以,硅砖是焦炉上较理想的耐火制品,现代大中型焦炉的重要部位(如燃烧室、斜道和蓄热室)都用硅砖砌筑。

  在烘炉过程中,硅砖最大膨胀发生在100~300℃之间,300℃之前的膨胀量约为总膨胀量的70%~75%。其原因是SiO2江苏快三在烘炉过程中出现117℃、163℃、180~270℃和573℃四个晶形转化点,其中180~270℃之间,由方石英引起的体积膨胀最大。决定硅砖热稳定性好坏的关键是真密度,真密度的大小是确定其石英转化的重要标志之一。硅砖的真密度越小,其石灰转化越完全,在烘炉过程中产生的残余膨胀也就越小。在硅砖中,鳞石英晶体的真密度最小,线膨胀率小,热稳定性比方石英和石英好,抗渣侵蚀性强,导热性好,荷重软化温度高,是石英中体积最稳定的形态。烧成较好的硅砖中,鳞石英的含量最高,占50%~80%;方石英次之,只占10%~30%;而石英与玻璃相的含量波动在5%~15%。当工作温度低于600~700℃时,硅砖的体积变化较大,抗急冷急热的性能较差,热稳定性也不好。若焦炉长期在这种温度下工作,砌体就很容易破裂破损。

  二、粘土砖

  粘土砖是指Al2O3含量为30%~40%硅酸铝材料的粘土质制品。粘土砖是用50%的软质粘土和50%硬质粘土熟料,按一定的粒度要求进行配料,经成型、干燥后,在1300~1400℃的高温下烧成。粘土砖的矿物组成主要是高岭石(Al2O3·2SiO2·2H2O)和6%~7%的杂质(钾、钠、钙、钛、铁的氧化物)。粘土砖的烧成过程,主要是高岭石不断失水分解生成莫来石(3Al2O3·2SiO2)结晶的过程。

  粘土砖中的SiO2和Al2O3在烧成过程中与杂质形成共晶低熔点的硅酸盐,包围在莫来石结晶周围。粘土砖属于弱酸性耐火制品,能抵抗酸性熔渣和酸性气体的侵蚀,对碱性物质的抵抗能力稍差。粘土砖的热性能好,耐急冷急热。

江苏快三  粘土砖的耐火度与硅砖不相上下,高达1690~1730℃,但荷重软化温度却比硅砖低200℃以上。因为粘土砖中除含有高耐火度的莫来石结晶外,还含有接近一半的低熔点非晶质玻璃相。在0~1000℃的温度范围内,粘土砖的体积随着温度升高而均匀膨胀,线膨胀曲线近似于一条直线,线膨胀率为0.6%~0.7%,只有硅砖的一半左右。当温度达1200℃后再继续升温时,其体积将由膨胀最大值开始收缩。粘土砖的残余收缩导致砌体灰缝的松裂,这是粘土砖的一大缺点。当温度超过1200℃后,粘土砖中的低熔点物逐渐熔化,因颗粒受表面张力作用而互相靠得很紧,从而产生体积收缩。

  由于粘土砖的荷重软化温度低,在高温下产生收缩,导热性能比硅砖小15%~20%,机械强度也比硅砖差,所以,粘土砖只能用于焦炉的次要部位,如蓄热室封墙,小烟道衬砖及蓄热室格子砖、炉门衬砖、炉顶以及上升管衬砖等。

  三、高铝砖

  高铝砖是Al2O3含量大于48%的硅酸铝或氧化铝质的耐火制品,统称高铝质耐火制品。高铝砖的耐火度和荷重软化温度均高于粘土砖,抗渣蚀性能(尤其是对酸性渣)较好,且这些性能随着Al2O3含量的增加而提高,但热稳定性不如粘土砖。高铝砖的致密度高,气孔率低,机械强度高且耐磨。焦炉燃烧室炉头及炭化室铺底砖的炉头部位,用高铝砖砌筑,效果较好;但不宜用于炭化室墙面,因为高铝砖在高温下易产生卷边翘角。

  耐火泥

江苏快三  耐火泥是粉状物料和粘结剂组成的供调制泥浆用的不定形耐火材料。它主要用做砌筑耐火砖砌体的粘结剂和涂层材料。耐火泥大多是加水(或水溶液)调成泥浆使用。它应具有相应的砌体用砖性能,焦炉用耐火泥应满足以下要求:

江苏快三  (1)在施工后和使用时应具有必要的粘结性,以保证与砌体或周围层结为整体,使之应具有抵抗外力和耐气、耐渣侵蚀的作用。

  (2)必须具备良好的流动性和可塑性,以便于施工。

  (3)具有与砌体或周围层材质相同的化学组成,以避免耐火泥处先毁,避免不同材质间造成不良的化学反应。

江苏快三  (4)具有与砌体或周围层材质相同的热膨胀性,以免互相脱离,泥层破裂。

江苏快三  (5)体积要稳定,有较小的收缩性,以保证砌体的整体性和严密性。

江苏快三  (6)在使用温度下能发生烧结,以增加砌体机械强度。

江苏快三  (7)有一定耐火度与荷重软化点

  应根据砖种和操作温度选用相应的耐火泥,即砌筑粘土砖时用粘土火泥,砌筑硅砖时用硅火泥。

  随着钢铁工业对焦炭需用量的增大,焦炉在向大容积化方向发展。大容积焦炉对耐火材料提出了更高的要求。目前,焦炉硅砖在不断向高强度、高密度和高导热性方向发展。

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