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工业窑炉常用的五种高铝砖及用途(含图片）高铝砖是指含Al2O348%以上的铝硅酸质或纯氧化铝质的烧结制品。
一般高铝砖含Al2O3 80%以下，含Al2O3在80%以上的称为刚玉砖。
高铝砖与黏土砖相比较，突出的优点是耐火度及荷重软化温度高。
在工业窑炉的使用中，常见高铝砖有以下五个大类。
(1) 普通高铝砖该砖的主要矿物组成为莫来石、刚玉和玻璃相。
随着制品中Al2O3含量的增加，莫来石和刚玉也增加，玻璃相将相应减少，制品的耐火度和高温性能随之提高。
普通高铝砖具有一系列比黏土制品更加优良的耐火性能，是一种应用效果好、使用广泛的材料。
广泛应用于各种热工窑炉之中。
与黏土制品相比，可以有效地提高窑炉的使用寿命。
(2) 高荷软高铝砖高荷软高铝砖与普通高铝砖相比，所不同的是基质部分和结合剂部分：基质部分除添加三石精矿之外，按照烧后化学组成接近莫来石的理论组成，合理引入了高铝物料，如刚玉粉、高铝刚玉粉等;结合剂选择优质球黏土等，视品种不同采用不同的黏土复合结合剂，或者莫来石结合剂。
通过上述方法，高铝砖的荷重软化温度可以提高50〜70℃左右。
(3) 低蠕变高铝砖通过采用所谓的未平衡反应来提高高铝砖的抗蠕变性能。
即根据窑炉的使用温度情况，在基质中添加三石矿物、活化氧化铝等，使基质的组成接近或完全是莫来石组成，因为基质的莫来石化，必将提高材料的莫来石含量，降低玻璃相含量，而莫来石优异的力学、热学性能有利于材料高温性能的提高。
为使基质完全莫来石化，控制Al2O3/SiO2是关键。
低蠕变高铝砖广泛应用于热风炉、高炉等热工窑炉之中。
低蠕变高铝砖(4) 磷酸盐结合高铝砖磷酸盐结合高铝砖是以致密特级或者一级高铝矾土熟料为主要原料，磷酸盐溶液或磷酸铝溶液为结合剂，经过半干法机压成型后，于400〜600℃热处理而制成的化学结合耐火制品。
它属于不烧砖，为避免在使用过程中制品收缩较大，配料中一般需要引入加热膨胀性原料，如蓝晶石、硅石等。
与陶瓷结合的烧成高铝砖相比，其抗剥离性能更好，但是其荷重软化温度较低，抗侵蚀性能较差，因此需要加入少量的电熔刚玉、莫来石等，以强化基质。
热风炉用低蠕变高铝格子砖现场质量管理工作实践作者：肖哲栋来源：《卷宗》2018年第10期摘要：为实现高炉、热风炉长寿可持续使用，并保证某设计院EPC总包项目顺利完成，优质的低蠕变高铝格子砖是关键，采取科学成熟的配方和完善工艺的质量，运用系统的现场质量管理，生产出质量稳定、满足要求的产品，取得良好效果。
关键词：热风炉低蠕变高铝格子砖现场质量管理检测随着国家基础建设的大力发展，钢铁工业仍占据着国民经济重要地位，而高炉、热风炉是钢铁工业中最重要的设备。
西方发达国家的高炉、热风炉一般能维持15-20年的寿命，而我国大部分高炉、热风炉基本只有8年的寿命，耐火材料又是其长寿面的关键因素。
上世纪50年代，我国热风炉主要采用粘土砖，基本满足当时800-900℃的风温技术指标。
60年代，随着运用高炉喷吹新技术，热风炉风温逐步提高，开始在其高温部位使用高铝砖，其形状也由板状发展为整体多孔，风温随即提高到1000-1100℃。
到了70年代，热风炉开始推广使用硅砖。
80年代，我国大部分热风炉高温部位都使用高铝砖，可这种砖荷重软化温度高、高温蠕变性能低。
于是硅砖进一步推广，并应用了组合砖。
随后90年代至今，各大钢厂改造和新建的热风炉，平均风温要求达到1100℃以上，国内各大耐火材料研究单位和生产单位业开始研制开发低蠕变粘土砖、低蠕变高铝砖和热风炉用硅砖这一系列的耐火材料产品。
近些年，因国内各大钢铁设计院EPC总包项目增多，其采购的耐火材料数量也多，材料质量的好坏直接影响到整个项目质量的好坏。
同时，耐火材料企业订单增多多、又追逐利益最大化，导致生产的耐材质量不稳定，波动大。
加之，耐火材料作为高炉、热风炉设备的工作内衬，高炉、热风炉日常停炉维修耐火材料内衬不便利、费工费时，直接影响到高炉、热风炉后期使用寿命。
伴随着国内各大钢铁设计院对执行的EPC项目质量要求日益严格的形势，耐火材料的现场质量管理工作应运而生。
受某设计院委托，引入第三方国家耐火材料检测中心-中冶耐火材料检测中心进行现场质量管理工作。
高炉高风温技术概述朱玉峰发布时间：2021-08-31T16:53:08.713Z 来源：《建筑模拟》2021年第6期作者：朱玉峰[导读] 随着炼铁技术的日益成熟，工业上对高炉的要求也在不断地提高，大型、长寿、高效率正在逐渐地成为现代高炉的发展方向。
而高风温却是影响钢铁产量和质量重要因素之一，因此提高高炉风温是保证现代热风炉发展的关键。
本文将针对提高热风炉高风温技术的改进和提高进行深一步的研究和探讨，从影响热风炉风温的因素着手，探讨提高热风炉风温温度的方法。
中钢石家庄工程设计研究院有限公司河北省石家庄市 050021摘要：随着炼铁技术的日益成熟，工业上对高炉的要求也在不断地提高，大型、长寿、高效率正在逐渐地成为现代高炉的发展方向。
而高风温却是影响钢铁产量和质量重要因素之一，因此提高高炉风温是保证现代热风炉发展的关键。
本文将针对提高热风炉高风温技术的改进和提高进行深一步的研究和探讨，从影响热风炉风温的因素着手，探讨提高热风炉风温温度的方法。
关键词：高炉；高风温技术；空煤气预热热风炉是炼铁过程中必不可少的设备之一，它通过消耗煤气燃烧产生的热量来为高炉提供高温热风。
因此，提高热风炉的风温有利于降低焦比，提高钢铁产量，节约能源。
目前，世界上部分发达国家在提高热风炉风温的研究方面已经取得了较好的成果。
对于能源消耗大国的中国来说，提高热风炉的风温更是迫在眉睫的。
1热风炉的作用高风温是现代高炉的重要技术特征。
高炉热风炉是炼铁厂高炉主要配套的设备之一，是一种热交换设备。
它主要用来为高炉提供高温热风，以供炉内的反应。
热风炉的作用是为高炉持续不断的提供1000°以上的高温热风，高炉炼铁所需热量的25%都来自热风炉。
其消耗的能源为煤气燃烧产生的热量，占高炉产生煤气的一半。
一般一座高炉配3～4座热风炉，目前先进的现代热风炉风温可以达到1300°。
热风炉被广泛应用在工业生产的诸多领域，因工艺要求不同、燃料种类不同、热风介质不同而派生出不同用途与不同结构的热风炉。
冶金窑炉概述一、窑炉分类窑炉指的是用耐火材料砌成的用以烧成制品的设备按煅烧物品分为：陶瓷窑（温度高1800℃）、水泥窑（竖窑、回转窑）、玻璃窑按操作方法分为：连续窑（隧道窑）、间歇窑（梭式窑）、半连续窑按热源分类：火焰窑、电热窑按热源面向坯体分为：明焰窑、隔焰窑、半隔焰窑按坯体运输载体分为：窑车窑、辊道窑、推板窑、输送带窑二、窑炉燃料火焰窑：重油、煤气、天然气电窑：电炉丝、硅碳棒、硅钼棒组成：窑室、燃烧设备、通风设备、输送设备三、常见窑炉1、耐火材料用窑炉：隧道窑、倒焰窑、玻璃窑、石灰石窑、干燥窑2、冶金窑炉：焦炉、高炉、冲天炉、转炉、电炉、平炉、热火炉、加热炉、热处理炉、混铁炉、铁水罐、铁水包、钢水包｛炼铁用：高炉、冲天炉；炼钢：转炉、电炉、平炉；供热风：热火炉；轧钢：加热炉、热处理炉；承接铁水钢水设备：混铁炉、铁水罐、铁水包、钢水包｝四、工业窑炉耐材种类五、常见冶金窑炉电炉：电阻炉、感应电炉、电弧炉、等离子炉、电子束炉优点：炉内气氛易于控制；热效率高；易于自动化、卫生条件好；产品质量好感应电炉采用耐火材料：硅质捣打料、镁质捣打料电弧炉采用耐火材料：炉盖：ASC浇注料、高铝浇注料；炉壁：镁碳砖；炉底：镁碳砖、镁质浇注料镁碳砖（60年代美国研制、70年代日本使用）一、配料镁砂烧结镁砂：杂质多，结晶尺寸小（普通是20—40微米；大结晶是100—200微米）电熔镁砂：杂质少，结晶尺寸大（一般是200—400微米；大结晶是700---1000微米）石墨鳞片状石墨325目结合剂焦油沥青、酚醛树脂抗氧化剂铝粉、硅粉、碳化硅小于等于5%二、主要工艺热处理不烧制品150—200℃不少于36h三、特点：抗渗透侵蚀能力；抗渣侵；良好的热震性四、应用：转炉炉衬、出钢口；电炉；炉外精炼；钢包渣线MT5A（1）同一牌号，每批不超过150t（2）进行检测，如气孔、体密（3）合格评定形式树脂结合铝镁碳砖配料：高铝矾土、镁砂、石墨、树脂结合剂、抗氧化剂热处理，250℃主要用于钢包，精炼包，熔池，包底，鱼雷罐铝硅系耐火材料1.粘土砖：粘土熟料+结合粘土（小于等于20%）+纸浆废液+水烧成温度1250—1350（1）普通粘土质耐火材料牌号：N-1、N-2a、N-2b、N-3a、N-3b、N-4、N-5、N-6（3）热风炉用粘土砖：普通粘土砖：RN-42、RN-40、RN-36（4）玻璃窑用大型粘土砖【要求单重不超过50kg】牌号：BN-40a、BN-40b（5）水泥窑用粘土砖【要求这种砖耐碱性】牌号：NJ-30（6）玻璃窑用低气孔率粘土砖牌号：DN-12、DN-15（12、15指的是气孔率小于等于）（7）电阻炉用粘土砖牌号：RNZ-40、RNZ-35、RNZ-30（2）高炉用高铝砖【YB/T 5021-93 适用于炉腹以下的部位】（3）热风炉用高铝砖：YB/T 5016-2000（4）热风炉用普通高铝砖：牌号RL-56 RL-55 RL-48适用于炉顶、炉壁；性能要求：热震稳定性1100℃，水冷6次（5）热风炉用低蠕变高铝砖（又叫格子砖）（6）电炉炉顶高铝砖：DL-80 DL-75性能要求：热震稳定性1100℃，水冷8次（7）盛钢桶用高铝砖：CL-55 CL-65 CL-75 CL-80 PZCL-78（8）回转窑用高铝砖（磷酸盐结合剂）3.刚玉砖：Al2O3＞90%，热震稳定性差，抗侵蚀性好（1）玻璃窑用熔铸刚玉砖镁砖：MgO≥87%配料：镁砂+废砖（≤20%）；结合剂：纸浆废液、卤水镁砂：烧结镁砂（Fe2O3褐色；SiO2白色或黄色；CaO黑色）、电熔镁砂、海水镁砂烧成温度：1500~1600℃（1）普通镁砖镁钙砖/白云石砖原料：镁钙砂【煅烧法：1600℃；电熔法：2750℃，强度高，抗侵蚀性好，抗水化性好】+结合剂；烧成温度：1550~1650℃抗水化性的方法：1）二步煅烧：轻烧1000℃，2h；煅烧1600℃，3h2）添加添加剂：液相法：促进烧结Fe2O3，Al2O3；固溶体法：稀土氧化物3）表面包膜：浸渍：石蜡、沥青、焦油、树脂、有机物无机物：磷酸、Na3PO4、Na2SiO4优点：抗酸性渣强；净化钢水；抗剥落性、热震性好应用：VOD、AOD、LF炉、水泥回转窑镁铬砖原料：电熔镁砂、镁铬砂、铬矿普通镁铬砖：烧成温度1550~1650℃直接镁铬砖：铬精矿+镁砂≥1700℃半再结合镁铬砖：加一定量镁铬砂再结合镁铬砖：全使用镁铬砂优点：抗碱性渣能力强；抗热震性好，体积稳定；荷软高使用用途：精炼、RH管、有色冶金（炼铜）、水泥回转窑、玻璃窑牌号：MGE-20ABC MGE-16ABC MGE-12ABC MGE-8ABC检测热震时，950℃，风冷建材工业窑炉的镁铬砖：DMC-12、DMC-9A、DMC-9B、DMC-6、DMC-4检测热震时，1100℃水冷，不少于4次连铸用铝碳质耐火制品原料：刚玉（电熔刚玉、板状刚玉、棕刚玉、特级矾土），石墨，结合剂（树脂），抗氧化剂（Al，Si，SiC）成型方法：等静压成型（整体式塞棒，长水口，侵入式水口）；摩擦压砖机（滑板）牌号：长水口C、侵入式水口R、塞棒S、复合部位煤炭质制品M、含锆制品Z钢包透气砖&水口座砖浇筑成型，要求Al2O3+Cr2O3+MgO%≥92%透气砖：T-80 T-85（数字表示Al2O3含量）座砖：Z-80 ZB-80 Z-85 ZB-85滑板砖（Al2O3—ZrO2—C）铁水预处理用Al2O3—SiC—C配料：电熔刚玉、烧结刚玉、特级矾土、SiC、石墨、外加剂（蓝晶石、红柱石、尖晶石）、结合剂（沥青、树脂）、抗氧化剂（Al、Si）不定形耐火材料1.耐火泥（也称火泥，接缝料）；用途：砌筑材料、涂抹、投射分类：按材质分类：粘土质、高铝质、硅质、镁质按结合剂分类（1）高铝质耐火泥普通高铝质耐火泥浆：LN-55A LN-65A LN-75ALN-85B GN-85B（2）热风炉用硅质耐火泥RGN-94（3）焦炉用硅质耐火泥JGN-94 JYN-85（4）玻璃窑用硅质耐火泥BGN-96 BGN-94（5）硅质隔热耐火泥GGN-94 GGN-92（6）镁质耐火泥MF-92 MF-78（7）中间包用碱性涂料镁质：MT-1 MT-2镁钙质：MGT-1 MGT-2 MGT-32.浇注料（1）铝尖晶石浇注料：AMS-80 AMS-85 AMS-95 （数字表示Al2O3+MgO）（2）中间包挡渣堰：（3）高炉用出铁钩浇注料（6）钢纤维增强耐火浇注料：为了防止烘烤时，不易爆裂。
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高炉热风炉结构与性能简介陈维汉（华中科技大学能源与动力工程学院 联系电话）热风炉顾名思义就是为工艺需要提供热气流的集燃烧与传热过程于一体的热工设备，一般有两个大的类型,即间歇式工作的蓄热式热风炉和连续换热式热风炉。
在高温陶瓷换热装置尚不成熟的当今，间歇式工作的蓄热式热风炉仍然是热风炉的主流产品。
蓄热式热风炉为了持续提供热风最起码必须有两座热风炉交替进行工作。
热风炉被广泛应用在工业生产的诸多领域，因工艺要求不同、燃料种类不同、热风介质不同而派生出不同用途与不同结构的热风炉。
这里要介绍的是为高炉冶炼提供高温热风的热风炉，且都是蓄热室热风炉，因其间歇式的工作方式，必须多台配合以实现向高炉连续提供高风温。
1、高炉热风炉的分类高炉热风炉从结构可以分为外燃结构的热风炉和内燃结构的热风炉两个大类，前者是燃烧室设置在蓄热室的外面，而后者是燃烧室与蓄热室在一个结构里面。
在内燃结构的热风炉中因燃烧室与蓄热室之间的相对位置不同而分成顶燃式(燃烧室放置在蓄热室上部)热风炉和侧燃式(火井燃烧室与蓄热室并行放置)热风炉，通常我们也将侧燃式热风炉称为一般意义上的内燃式热风炉，因而在目前使用的热风炉中主要是外燃式热风炉、内燃式热风炉和顶燃式热风炉。
在这三种典型的热风炉中，外燃式热风炉结构最复杂而材料用量大，故实现结构稳定和提高风温的技术要求也就较高；而内燃式热风炉的火井墙结构稳定性差、且存在燃烧震荡、热风温度不易提高等问题；至于顶燃式热风炉，因其结构简单而材料用量少，也便于高风温实现。
因此，随着热风炉技术的发展，顶燃式热风炉正在逐步取代内燃式热风炉和外燃式热风炉而成为热风炉的主流产品。
在顶燃式热风炉中，随着卡鲁金旋流分层混合燃烧技术的应用,与该技术相适应的带旋流混合预燃室的顶燃式热风炉得到了人们的普遍认同，逐步成为顶燃式热风炉中的主流产品。
A 、外燃式热风炉B 、内燃式热风炉C 、1型顶燃式热风炉D 、1型顶燃式热风炉E 、3型顶燃式热风炉F 、3型顶燃式热风炉应该指出的是，在旋流混合分层燃烧的带预燃室的顶燃式热风炉得到发展的同时，一种在卡卢金设计的一代热风炉技术基础上发展起来的环形上喷交错混合燃烧的顶燃式热风炉逐步在国内得到了应用，其快速混合、回流预热、高强度燃烧的特征，以及均流均温的蓄热室高效的换热性能，为一般条件下实现高热风温度提供了有利条件，这是目前顶燃式热风炉中较具发展前景的一类热风炉。
高炉及热风炉砌筑要求一般规定1、高炉及其附属设备各部位砌体的砖缝厚度，应符合表6.1.1规定的数值。
表：高炉及其附属设备各部位砌体的砖缝厚度注：1．.用磷酸盐砌筑时，高炉和热风炉的圆形砌体的环缝厚度允许增大，但不得超过5mm。
2．用非磷酸盐砌筑时，所有部位的环缝厚度允许增大，但增大值不得超过规定砖缝的50%。
3．当碳砖外形尺寸允许偏差为：±05mm时，高炉炉底和炉缸砌体砖缝的厚度应为不大于1mm。
4．用铝碳质或碳化硅质制品砌筑高炉炉副炉身的砌体时，砌体砖体砖缝的厚度不大于2mm。
砌筑高炉及其附属设备的允许误差，应符合表6.1.2规定的数值。
注：1、满铺炭砖炉底砌体（包括其底基）的表面平整误差，应用3m钢靠尺检查。
2、高炉、热风炉圆形砌体径向倾斜杜不大于5‰。
6.1.3 高炉、热风炉及其热风管各孔、洞砌体，宜用组合砖砌筑。
组合砖砌体下的炉墙上表面标高误差，不应超过0~-5mm.组合砖应采用集装方式包装运输。
高炉部份1 、砌筑前应校核炉口钢圈中心对炉底底基中心的位移。
厚壁炉腰和炉身气体的中心线，应以炉口钢圈为准。
炉缸砌体的中心线，应由测量确定，对炉身的中心线的位移，不应超过30mm。
炉底、炉缸砌体的标高，应以出铁口中心线或风口中心平均标高为基准。
2 、冷却壁之间和冷却壁与出铁口框、风口和渣口大套之间的缝隙，应在砌筑前用填料填塞，其牌号和性能应由设计规定。
注：设计无规定时，可采用下列铁屑填料，其成分（质量比%）宜为：1．生铁屑（洁净无锈、无油污，粒径1~5mm） 70黏土孰料粉 30水玻璃（密度1.3~1.4g/ml，u模数不低于2.2）（外加）15~17硅酸盐水泥（强度等级42.5）（外加） 22．生铁屑（洁净无锈、无油污，粒径1~5mm）60精铁粉 24高铝水泥（强度等级42.5） 16水（外加）适量3、炉各部位的炭素捣打料，应按本规定第4.4节的要求施工。
当采用压缩比检查捣打机实密度时，其压缩比为：炉底垫层，不应小于45%；砌体与冷却壁（或炉壳）之间的缝隙，不应小于40%）。
热风炉使用的主要耐火材料由于热风炉上下温度差极大，因此各段使用的耐火材料相差很大。
（1）热风炉拱顶区。
拱顶是连接燃烧室和蓄热室的空间，包括工作层砖、填充料层和绝热层。
工作时需要在高温下保持拱顶的结构稳定性，同时还要满足在燃烧时将高温烟气均匀地分配进入蓄热室，因此在设计时将拱顶设计成球形，以避免炉壳受到侧向的推力而不稳定。
由于热风炉拱顶区域温度很高，超过1400℃，所以工作层所使用的制品多为硅砖、莫来石砖、硅线石、红柱石砖或低蠕变高铝砖；工作层的外部砌筑的是硅藻土砖或保温黏土砖；最外层填充的是水渣或水揸硅藻土填料。
热风炉用硅砖的理化指表见表1.19。
（2）大墙。
热风炉大墙指的是热风炉炉体的围墙部分，包括工作层砖、填充料层和绝热层。
工作层砖根据上下的温度不同选用不同的耐火砖，厚度在300~500mm之间，由于上部温度最高，多采用硅砖、莫来石砖等。
中、下部可以采用高铝砖、硅线石砖和粘土砖等。
在大墙与炉壳之间砌筑的是一层硅藻土绝热层，在绝热层和大墙间填充一层干水渣填料层起保温的效果。
由于大墙的高温区温度较高，为了保温，往往在高温区的工作层砖外再砌筑一层轻质黏土砖，在两层保温层之间充填保温的填料层。
（3）蓄热室。
蓄热室是充满格子砖的空间，主要作用是利用内部的格子砖与高温烟气与助燃空气进行热交换。
因此作为蓄热和传热介质的格子砖，应具有较大的受热面积、较高的热导率和质量，以利于热交换和蓄热；而增大受热面积的方法主要是在单位面积上积上增加格子砖的孔的数目，所以蓄热室格子砖的孔数有增加的趋势。
为了提高材料的热导率，蓄热室内部的格子砖在欧洲就普遍使用黑硅砖，因为黑硅砖中氧化铁的含量较高，密度大，热导率大，蓄热能力强，热交换效率高。
因此蓄热室上部采用硅质格子砖，蓄热室中部采用低蠕变高铝砖、莫来石砖、硅线石、红柱石砖等，蓄热室下部一般采用黏土砖。
蓄热室用砖理化指标分别见表1.20~表1.22。
表1.19热风炉用硅砖的理化指标（YB/T133—2005）图1.13常见耐火砖的热膨胀曲线1-镁砖；2-硅砖；3-镁铬砖；4-半硅砖；5，7-粘土砖；6-高铝砖表1.20热风炉用普通黏土砖的理化指标（YB/T5107—2004）表1.21热风炉用低蠕变黏土砖的理化指标（YB/T5107—2004）表1.22热风炉用普通高铝砖的理化指标（YB/T5016—2000）注：括号内的数值是蓄热室格子砖的指标。
目录第一章热风炉热工计算 (2)1.1热风炉燃烧计算 (2)1.2热风炉热平衡计算 (4)1.3热风炉设计参数确定 (5)第二章热风炉结构设计 (6)2.1设计原则 (6)2.2 工程设计内容及技术特点 (6)2.2.1设计内容 (6)2.2.2 技术特点 (6)2.3结构性能参数确定 (7)2.4蓄热室格子砖选择 (7)2.5热风炉管道系统及烟囱 (8)2.5.1顶燃式热风炉煤气主管包括： (8)2.5.2顶燃式热风炉空气主管包括： (9)2.5.3顶燃式热风炉烟气主管包括： (9)2.5.4顶燃式热风炉冷风主管道包括： (9)2.5.5顶燃式热风炉热风主管道包括： (10)2.6 热风炉附属设备和设施 (10)2.7热风炉基础设计 (11)2.7.1 热风炉炉壳 (11)2.7.2 热风炉区框架及平台(包括吊车梁) (11)第三章热风炉用耐火材料的选择 (12)3.1耐火材料的定义与性能 (12)3.2热风炉耐火材料的选择 (12)参考文献 (14)第一章热风炉热工计算1.1热风炉燃烧计算燃烧计算采用发生炉煤气做热风炉燃料，并为完全燃烧。
已知煤气化验成分见表1.1。
表1.1 煤气成分表热风炉前煤气预热后温度为300℃，空气预热温度为300℃，干法除尘。
发生炉利用系数为2.3t/m3d，风量为3800m3/min，t热风=1100℃，t冷风=120℃，η热=90%。
热风炉工作制度为两烧一送制，一个工作周期T=2.25h，送风期Tf=0.75h，燃烧期Tr=1.4h，换炉时间ΔT=0.1h，出炉烟气温度tg2=350℃，环境温度te=25℃。
煤气低发热量计算查表煤气中可燃成分的热效应已知。
0.01m3气体燃料中可燃成分热效应如下：CO:126.36KJ , H2:107.85KJ, CH4:358.81KJ, C2H4:594.4KJ。
则煤气低发热量：QDW=126.36×30.3＋107.85×12.7+258.81×1.7+594.4×0.4=6046.14 KJ空气需要量和燃烧生成物量计算(1)空气利用系数b空=La/Lo计算中取烧发生炉煤气b空=1.1。
热风炉用硅质格子砖或低蠕变高铝格子砖
的适宜性
一、背景
高炉生产上采取了精料方针及喷吹煤粉等措施，加上操作水平的提高，保证了炉子的稳定顺行，为高炉接受高风温奠定了基础，回收热风炉烟气余热来预热热风炉助燃空气和煤气等技术进步，解决了热风炉高温热源不足的矛盾，为热风炉达到高风温创造了条件，在此前提下，高风温(12OO℃以上)及长寿就成为热风炉运行的最主要目标，要保证热风炉具备较高的加热能力(是指一代炉寿所能达到的平均风温水平，而不是某一阶段所能达到的最高风温水平)，最主要的影响因素是合理的内衬砌体结构以及与之相适应的耐火材料。
近年来，在全国新建的顶燃式热风炉格子砖选用的耐火材料也从一般的高铝砖和粘土砖，到采用高温特性较好的优质高铝砖和硅砖，特别是在热风炉高温区必须采用低蠕变耐火材料这一观点已为生产厂人员所接受。
由于各种原固，目前我国1000m3以下高炉热风炉高温区用砖有许多采用高铝质耐火材料，主要原因是同硅砖相比高铝质耐材具有容量大且附加值高，对耐火材料生产厂而言其经济效益显著，所以，低蠕变高铝质砖成为全国各个耐火材料厂竟相研制开发的目标，各种名称的低蠕变砖相继问世，从“低蠕变砖”到“高抗蠕变砖”等，对其性能，质量各家均称万无一失，但据耐火材料专家评价，目前我国生产的低蠕变制品主要是加入膨胀剂，通过其奠来石化所产生的膨胀来抵抗蠕变压缩，即所谓“以胀抵缩”，从理论上讲，通过调整膨胀剂的配比、粒度等，可以生产任何蠕变要求的耐火制品(部分生产厂测定的蠕变指标甚至为正值)，然而当制品生成莫来石的反应结束时，其抵缩作用将失效，抗蠕变能力将大大降低，特别是对矾土加三石体系
的耐火砖，由于莫来石化反应为晶体结构转化反应，持续的时间较短，国内近年来新建(改建)以及正在建设的高炉热风炉用高铝质耐火材料，大多数是采用该方法生产的，因此其能否满足热风炉一代炉龄10-20年的要求，还有待时间的检验。
事实上低蠕变高铝格子砖频繁在唐山港陆钢铁有限公司和其他厂运行3-5年发生变形扭曲等现象，可以说采用矾土加三石体系的格子砖在高温区使用并不是特别适应的。
由于高铝质耐火材料的抗侵蚀性不如硅砖，所以目前国内大多数在高温区采用高铝砖的热风炉在其上部格子砖出现了不同成度的侵
蚀现象，即所谓的“渣化”，从而造成格子砖的孔洞堵塞．影响了热风炉的使用寿命。
为此除必须严格控制热风炉燃烧煤气的含尘量外，研究和生产抗侵蚀能力强的高铝质耐材也是科研单位和耐火材料厂需要解决的课题.
蓄热室中间偏上部位的格子砖仍处于较高的温度区，同时该区域内的格子砖还承受着上部格砖的荷重，于是就产生了格砖的坍塌现象。
也就是说，在准高温区格子砖的损坏主要是由于蠕变造成格子砖的不均匀下沉而引起的，特别是当格子砖断面上的高温气流分布不均时，情况尤为严重。
对蓄热室中、下部格子砖，通常采用高铝质、粘土质耐火材料。
随着大型热风炉蓄热室高度的增加，上部格子砖对下部耐材的压力也越来越大，另外，根据国外对大型高温热风炉格子砖的破损调查，发现下部格子砖因周期温度波动的影响，引起格子砖的龟裂、破碎的现象在不断增加，因此对下部粘土砖除必须继续控制其蠕变特性外，对制品的常温耐压强度、热震稳定性次数必须提出了更高的要求，
二、我国和国外对蠕变率的要求
表1我国YB/5016-2000热风炉用低蠕变高铝格子砖理化指标如下：
表2 某国生产的低蠕变高铝格子砖理化指标
从我国标准和国外对比可以看出：我国热风炉用低蠕变高铝砖存在以下不足：
1、蠕变率较高；
2、显气孔率较高；
3、常温耐压强度较低；
4、对0.2MPa 荷重软化温度没做规定要求；
5、对杂质成分及Fe2O3没有要求；
6、重烧线变化率大
在使用过程中相应可能会产生以下问题：
1、长期使用会导致变形几率大；
2、对煤气中的灰尘吸附强；
3、在荷重情况下，变形几率增大；
4、有些产品不考虑荷重软化温度，导致荷重软化温度较低，变形几率增大；
5、低熔点物质出现，可能和砖体形成低共融物，导致砖体被侵蚀；
6、重烧线变化不均匀。
可见我国热风炉用低蠕变高铝格子砖的门槛准入较低，或许是热风炉用低蠕变高铝格子砖使用中出现问题的伏笔。
目前，国外高铝质耐火材料的蠕变指标已达到较高的水平，达到蠕变率小于等于0.2%，我国高铝质耐火材料的蠕变率指标在相应条件下均为≤0.8% ，同世界先进水平相比还有较大的差距，笔者热认为热风炉用低蠕变格子砖应该制定更为严格的技术标准，具体的指表要求可参考表1
表1 热风炉用格子砖理化性能
热风炉低蠕变高铝格子砖必须在蠕变率、重烧线变化率、热震稳定性、显气孔率、杂质含量方面提高档次，才能更好的用于热风炉高温区，可又涉及到耐火材料厂成本和用户投资增大的问题。
三、国内热风炉高温区用格子砖的趋势
1、首钢京唐5500m3高炉热风炉蓄热室从上往下依次为：硅质格子砖、红柱石格子砖、低蠕变粘土质格子砖、粘土质格子砖。
2、莱钢银山1#2#1880m3高炉；莱钢银南1#2#1080m3高炉；莱钢股份
1#2#1000m3高炉和3#4#750m3高炉热风炉蓄热室在整个高度格子砖分
布为：1/3硅砖；1/3低蠕变高铝砖或红柱石砖；1/3低蠕变粘土砖。
3、包钢1513m3高炉蓄热室格子砖从上而下分别采用硅砖、低蠕变高铝砖、高铝砖和粘土砖,最下面几层也采用低蠕变高铝砖,以增加耐压强度。
4、本钢2600m3高炉热室格子砖从上而下分别采用硅砖、低蠕变高铝砖、低蠕变粘土砖。
5、马钢新2#2500m3高炉热室格子砖从上而下分别采用硅砖、低蠕变高铝砖、低蠕变粘土砖。
6、八钢2500m3高炉热室格子砖从上而下分别采用硅砖、低蠕变高铝砖、低蠕变粘土砖。
7、大丰联鑫钢铁公司600m3高炉热风炉蓄热室高温区采用硅质格砖。
可以看出：国内大型高炉热风炉高温区无一例外的采用硅质格子砖，中小型高炉已有极大部分在热风炉蓄热室高温区采用硅质格砖。
四、硅质格子砖和高铝质格子砖优缺点
硅质耐火材料属于酸性耐火材料，对CaO、FeO、Fe2O3等氧化物有良好的抵抗性，具有荷重软化温度高、高温体积稳定、热导率高等优点，但低温（800℃以下）热稳定性较差，具体变现为：荷重软化温度可高达（1640-1680℃），接近鳞石英的熔点（1670℃），且800℃以上热稳定性非常好，能适应温度的较大变化；热风炉用硅砖以鳞石英为主晶相，在高温负荷下体积稳定蠕变率低，其抗粘附性能也优于其它耐火材料，使用得当可使热风炉结构更加稳定。
但在200～300℃和573℃时因晶型转变，体积骤然膨胀，易造成结构损坏，因而600℃以
下应避免剧烈的温度变化。
高铝质耐火材料同硅砖相比荷重软化温度较低、高温体积稳定性
差、但高铝质耐材具有容量大和热震稳定性较好的优点。
目前热风炉采用的燃料基本上是高炉煤气，高炉煤气不可避免的要携带一些灰尘，灰尘的主要成分见下表：
硅质耐火材料对煤气中的灰尘吸附较小且对CaO、FeO、Fe2O3等氧化物有良好的抵抗性，而高铝质耐火材料对煤气中的灰尘吸附强且主要成分为Al2O3易与灰尘中CaO和全铁形成低共融物，和格子砖机体发生吸附进而渗透而侵蚀。
从损害机理来说，高铝质耐火材料对煤气中的灰尘适应性较差。
低蠕变高铝砖和硅砖相比具有性能差和价格昂贵的缺点。
高风温热风炉高温区采用硅砖是合理的选择，国外热风炉高温区几乎全部采用了硅砖。
五、生产操作对格子砖使用的影响
格子砖是热量的“储存器”，格子砖孔的大小除了取决于燃烧气体的净化程度外，还取决于生产中的风量。
风量大，说明高炉需要热风炉提供的风温要高，因此热风炉存储的热量要多，这就需要增加格孔数量，加大蓄热面积，增加蓄热能力，然而这样会造成格孔堵塞，阻力增加，不利于传热；热风炉在送风时承受的强度高时，就需要减少格孔数量，增加格子砖的强度，但会造成热量浪费。
因此需要合理配置蓄热面积和强度。
在实际生产中，热气流从上到下流经蓄热砖体时，砖体依次达到接近饱和状态，然后热量被废气带人烟道。
当保证设计的正常换炉次数时，格子砖的膨胀和收缩都是有规律的进行，砖与砖之间达到最小程度的压挤，强度满足要求。
反之出现送风时间不
均时，为了在相等时间内达到相同热量而人为地造成在单位时间、单位空间内热量过剩或不足，热量在气流的带动下，蓄热砖体局部过热或过凉，改变了格子砖的膨胀和收缩规律，强度下降，格子砖破碎，造成蓄热砖体有死区，蓄热量下降，风温随之下降。
因此，保证合理操作(换炉次数正常，送风、燃烧时间均匀)是热风炉高风温和长寿的重要保证。
六、结论和建议
1、目前靠“以胀抵缩”生产的低蠕变高铝格子砖不太适宜用于热风炉蓄热室高温区。
2、目前国家对低蠕变高铝格子砖的准入太低，技术要求太低，今后若选用低蠕变高铝格子砖要提高蠕变率、重烧线变化率、热震稳定性、显气孔率、杂质含量方面的要求。
3、热风炉高温区采用硅砖是比较合理的选择。
4、要重视送风制度的稳定性和合理性。
5、建议热风炉格子砖从上往下依次为：1、硅砖；低蠕变高铝格子砖（红柱石格子砖）；低蠕变粘土砖2、硅砖；低蠕变高铝格子砖（红柱石格子砖）；高铝格子砖；粘土格子砖两种形式。
技术中心
2012年9月7日。
