筑炉工培训教材

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1 钢铁厂主要炉窑介绍

1.1焦化厂：焦炉、熄焦罐、导烟车

1.1.1焦炉是一种结构复杂、长期连续生产的热工设备。它的用途是将煤在绝热空气的条件下加热到950~1050。C干馏，从而获得焦炭和其他副产品。

1.1.1.1焦炉燃烧室长期在1300。C以上的高温作用下，其上部砌体及设备的静荷重，装煤车及推机工作时的动负荷，煤结焦的压力，退焦的摩擦力等。因此，导热性好、荷重软化温度高和高温机械强度好的硅砖是作为砌筑焦炉的主要耐火材料。

1.1.1.2焦炉蓄热室受温度急剧变化的影响，小烟道的衬砖和格子砖全部使用热稳定性好的粘土砖砌筑。

1.1.2熄焦罐是干熄焦装置中的主要组成部分，由预存室和冷却室组成。干熄焦具有减少水的浪费和有效利用焦炭的热能达80%，能改善交谈的质量和生产环境等优点。其内衬由粘土砖砌筑。

1.1.3导烟车是焦炉顶部排烟减少环境污染的重要设备，它既要接受高温烟气的冲刷，还必须承受车体移动的震动，因此其内衬目前较多采用整体浇筑成型。

1.2高炉及附属设备

1.2.1高炉是炼铁的主要设备，它具有产量大、生产率高和成本低等优点，高炉冶炼过程包含着复杂的物理化学变化。高炉炉体分为炉喉、炉身、炉腰、炉缸及炉底等部分，其中炉喉、炉腰、和炉缸为中空圆柱体，炉身和炉腹则分别为上小下大和上大下小的平截空心圆锥台体，炉底为圆柱体。

高炉各部位的工作温度：炉底、炉缸区1450~1800。C;炉腹、炉腰区域为1400~1600。C；炉身上部为600~800。C。高炉的各部位砌体分别承受下降炉料的摩擦和撞击等机械作用；上升煤气所含粉尘的冲刷和磨损作用；碱金属氧化物蒸气的侵蚀作用；燃烧煤气分解时的碳素沉积作用；熔融金属和炉渣的化学侵蚀作用和渗入作用。高炉用耐火材料的工作条件是十分苛刻的，其损坏机理因部位不同而异，选用耐火材料的材质亦应有相应的变化。

1.2.2.1热风炉呈直立圆筒形，由燃烧室和蓄热室两部分构成。 根据燃烧室和蓄热室的构筑方式不同，热风炉有内燃式，外燃式和顶燃式三种类型。

1.2.2.2热风炉谔谔各部位砌体分别遭受：燃烧气体的从刷作用以及热交换过程中温度急剧变化的热应力作用，热风炉各部位所用的耐火材料，应根据其炉衬破坏机理作相应的选择。 1.3炼钢转炉、电（弧）炉、混铁炉等

1.3.1氧气顶吹转炉 氧气顶吹转炉是炼钢转炉中应用最广泛的一种。它是将主要原料即铁水和废钢等装入炉内，并加入石灰石、萤石等辅助原料，再从炉口通入氧气枪把纯氧气吹进铁水中进行冶炼的一种炼钢方法。

转炉熔池的反应带遭受着十分高的温度作用；喷入炉内的高压高速氧气和析出的氧化碳气体在熔池中的激烈搅拌作用和由此而引起的金属和渣子的循环对炉衬的磨损；炉子的间断操作引起炉温的急剧变化以及熔渣的侵蚀作用，因此，转炉炉衬应使用耐火度高，荷重软化温度高，体积密度大以及热稳定性好和抗渣性强的耐火材料。

1.3.2电（弧）炉 炼钢电（弧）炉是先装入废钢铁或者还原铁，通过炉料于电极间产生的电弧熔化炉料，在电弧继续加热的情况下进行精炼作业。炼成所需成分和温度的钢水，是一种用电能转变为热能来熔炼金属的热工设备。电（弧）炉炼钢具有用废钢作为主要原料、并有温度高、能控制炉内气氛，特别适合于冶炼合金钢等优点。

电（弧）炉的砌体受到高温辐射热、装入冷料时温度急剧变化的影响；固体装入时的撞击和钢液的冲刷作用。因此，砌筑电（弧）炉的材料应具有高的耐火度和荷重软化温度、良好的热稳定性和高温机械强度以及较大的热容量和导热系数等。随着电（弧）炉容量扩大和单位功率提高，使炉墙的热负荷急剧增大，导致炉墙寿命缩短。

1.3.3混铁炉 混铁炉是炼钢车间贮存铁水的热工设备。它的用途除了贮存铁水外，还有混匀铁水和保持铁水温度的作用。

混铁炉长期贮存铁水，砌体受到铁、渣的重力及化学侵蚀作用；当混铁炉倾动时，砌体又受到较大的动负荷。因此砌筑混铁炉应使用机械强度高、抗渣性强以及组织致密的耐火材料。

1.4加热炉

1.4.1推钢式连续加热炉

1.4.1.1推钢式连续加热炉一般呈长条形，炉温是固定的，炉气沿长方向流动，炉子的生产操作室连续的。钢坯用推钢机推入炉内，并沿炉底滑到移动，经过加热后由炉端滑出（或从侧墙出料口将钢坯推出）。连续式加热炉按热工制度、温度制度和炉膛形状又可分为两段式、三段式和多点供热式等。钢坯的加热温度为1200~1250。C。

1.4.1.2两段式连续加热炉燃烧室分为炉端燃烧室和腰部燃烧室两部分。

1.4.1.2三段式连续加热炉有预热、加热及均热三段，一般有三个供热点即上加热、下加热与均热段三点。

1.4.1.3多点供热连续加热路属于三段式温度制度，zhishi供热点增多，也称多段式加热炉。 1.4.2步进式加热炉

1.4.2.1步进式加热炉是靠专用的步进机构使钢坯在炉内移动的机械传动加热炉，特点是钢坯在炉底上的移动靠炉底可动的步进梁作矩形轨迹的往复运动，把放置在固定梁上的钢坯一步一步地由进料端送到出料端。

1.4.2.2和推钢式连续加热炉相比，步进式加热炉具有生产能力大，钢坯的加热质量好，不会产生拱钢、粘钢现象，可使钢坯推出炉子等优点。

1.4.2.3步进式加热炉的炉墙用粘土砖砌筑或用可塑料捣打；炉顶都用耐火可塑料或耐火浇注料；炉底以粘土砖砌筑为主，孔洞部位采用耐火浇注料。

1.4.3环形加热炉

1.4.3.1环形加热炉主要用来加热钢坯和其他异型钢坯，也可以加热方坯。

1.4.3.2环形加热炉由可以转动的环形炉底部分及固定的环形炉墙、炉顶部分组成。炉墙分为内环墙和外环墙，每环墙上均分布有烧嘴，炉内也可以分为预热段、加热段和均热段。

1.4.3.3环形加热炉的钢坯加热温度为1200~1250。C。

1.4.4斜底加热炉，加热断面为圆形的钢坯时，常用炉底倾斜的连续加热炉即斜底加热炉。钢坯在斜底上不断向前滚动，得到较好的加热，炉底的倾斜度在10%左右，视钢坯的直径而定，斜底加热炉省去了推钢设备，但由于摩擦大而不易滚动，上下加热不均匀，钢的烧损大，一般仅小型轧管车间用。

1.4.5车底式加热炉属于间断式变温炉，炉膛不分区段，炉温按规定的加热制度随时间变化，用于钢锭或钢坯锻前加热或工件热处理加热。

1.4.6室式加热炉一般用来加热中、小型钢坯，是锻造车间和辅助修理车间广泛采用的一种炉子。由于被加热金属的种类、形状和尺寸差异很大，室式加热炉的规格也很多，炉子的燃料多为煤气或烟煤，也有少数炉子采用重油的。

1.5热处理炉、干燥炉

1.5.1热处理炉用来处理金属，以便改变金属的性能和组织，使之具有所要求的物理性质和机械性能。由于被处理的金属的工艺要求多样性及热工制度、温度制度的差异等，热处理炉的种类特别繁多，热处理炉由于工艺要求不同，炉子的温度变化范围较大，一般炉温高于650。C的叫高温热处理炉；炉温低于650。C的叫低温热处理炉。砌筑热处理炉常用的耐火材料为耐火泥土砖和粘土质隔热耐火砖，目前，全衬耐火纤维的热处理炉已很普遍，常见的热处理炉有室式热处理炉，车底式热处理炉，滚底式热处理炉，罩式热处理炉，塔式连续退火炉，井式热处理炉，链式热处理炉等。 1.5.2室式热处理炉热处理数量较少的中小尺寸的制件时，采用各种不同类型的室式热处理炉，炉子的最高加热温度为950。C。

1.5.3车底式热处理炉通过台车运送工件进入炉子里，燃料有多种，也有采用电加热方式，有利于环境保护及温度控制。

1.5.4钢板和钢管等进行热处理时，通常采用辊底式热处理炉，炉室的全长都装有辊子，借助辊子的转动来输送被加热的制件。滚动式热处理炉温度一般不超过1100。C。

1.5.5成迭的钢板和成卷的带钢退火采用罩式退火炉，这种炉子是由放置物料的炉台和移动的内罩、外罩三部分组成，炉罩一般是圆形或矩形的，外罩上设有燃烧嘴，外罩的内衬用粘土质隔热砖和硅藻土转砌筑，烧嘴附近则砌以粘土砖，拱顶现多采用耐火纤维毡，内罩用耐热钢板制成，退火时，物料置于内罩中，并通入保护性气体，火焰在内罩与外罩之间通过，间接加热物体。

1.5.6塔式连续退火炉

1.5.7井式热处理炉

1.5..8链式热处理炉

1.5.9干燥炉是用来除去各种型砂、砂芯、耐火砖坯、耐火粉料、砂及塞棒等物料中所含水分的设备干燥炉内的工作温度按其用途可以从50~60。C变动到350~450。C，有的炉子可高达600。C。由于干燥炉的温度较低，通常只用粘土砖砌筑燃烧室，干燥炉的其他部分一般都用红砖砌筑。

1.6隧道窑、倒焰窑、回转窑、竖窑

1.6.1隧道窑是陶瓷、耐火材料等工业上应用较多的现代化窑，是一种连续生产的热工设备，隧道窑通常沿长度方向分为预热带、烧成带和冷却带。隧道窑的墙为直型墙，墙上设有燃烧装置以及各种冷热风和燃烧气体的通道，窑顶为耐火砖砌筑的拱形顶或悬挂式平顶，也有用耐火浇筑料预制砌筑的平顶，窑底则由多台移动的窑车组成，窑车沿埋设在基础中的轨道上移动，为了防止气体串漏，窑车与窑墙之间匀设有砂封装置，料坯放在窑车上由窑头依次推入摇内，进过预热、烧成和冷却，最后从窑尾出窑而获得成品。

1.6.2倒焰窑是烧制耐火制品的热工设备，从其外形可以分为园窑和方窑两种，导演要的容积随着生产需要和工艺条件而变化，容积小的几立方米，大的可达300立方米。

1.6.3回转窑的用途很广，在建材工业中用来煅烧水泥熟料，同时在冶金工业和化学工业中都得到广泛的应用，回转窑是用粉煤、重油或煤气作燃料，窑的加热温度取决于工艺生产的要求，有的高达1600。C，也有的900~500。C的，根据窑的操作温度和工艺特征，回转窑沿窑厂一般分为预热带、烧成带、冷却带等，

回转窑的生产特点是窑的砌体在高温下随窑壳一起转动，长期处于震动状态，同时还承受炉料的摩擦和撞击作用，窑衬用砖应具有高的强度和低的气孔率，砌体的砖缝要严密和错缝均匀，泥浆的强度要高，保证砌体牢固可靠。

1.6..4竖窑也称立窑，一般用于烧成石灰石、粘土、高铝熟料、白云石、鎂石和水泥熟料。

1.6.4.1竖窑内的操作温度随煅烧的原料而变化，煅烧石灰石温度为1100~1200。C；煅烧粘土的温度为1250~1350。C；煅烧高铝熟料、致密白云石的温度为1500~1700。C。

1.6.4.2竖窑砌体遭受高温作用和炉料下降的磨损作用，耐火材料应具有与煅烧原料基本相同的化学性能，与原料煅烧温度相适应的耐火度及较好的高温体积稳定性、机械强度和抗渣性等。

1.7其他炉窑

1.7.1炼铜反射炉是炼铜的主要热工设备，反射炉采用端部烧嘴加热，燃烧主要为粉煤或重油，炉内温度可达1500。C左右，由于熔体渗透作用强，熔渣侵蚀重，故炉底、炉墙、炉顶及火焰直接接触的部位，一般都用烧结镁砖，镁絡砖和镁铝砖等碱性耐火材料砌筑。

1.7.2鼓风炉是一种竖式冶炼炉，适用于处理块状物料，燃料为焦炭，应用于铜、铅、锌等的火法冶炼，从而制取粗金属和冰铜。

1.7.3闪速炉是处理粉状硫化铜、铜镍精矿的一种强化冶炼设备，一般由反应塔、沉淀池及上升烟道等部分组成。

1.7.4卧室转炉是铜镍冶炼过程中，用来处理冰铜以得到粗铜及高镍锍的主要热工设备。吹炼过程中的炉温波动大，炉内熔体的强烈从刷，炉渣和石英溶剂对炉衬的严重侵蚀，故操作条件极为恶劣，因此，普通采用高温性能优良的鎂铬砖、电熔鎂铬砖等鎂质耐火材料作为卧式转录的炉衬。