【分享】炼焦炉的砌筑、烘炉和开工
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焦炉砌筑、烘炉、开工安全技术一、焦炉砌筑技术(一)砌筑前的准备工作1. 确定砌筑方案:在进行焦炉的砌筑前,需要明确砌筑方案,包括砌筑材料的选择、砌筑的施工工艺等。
2. 检查施工现场:在进行焦炉砌筑前,需要对施工现场进行检查,确保地面平整、无杂物、无积水等。
3. 做好施工准备:包括准备好所需的砌筑材料、施工机械设备等。
(二)砌筑的施工工艺1. 架设工艺:在进行焦炉的砌筑前,需要先搭建供工人工作的脚手架,确保工人的安全。
2. 火砖砌筑:在进行焦炉砌筑时,需要先将炉膛内的火砖砌筑完成,包括炉壁、炉底等。
3. 隗壁砌筑:在进行隗壁砌筑时,需要使用高温耐火材料进行砌筑,确保焦炉的隗壁具有良好的耐高温性能。
4. 顶盖砌筑:在进行焦炉砌筑时,需要将顶盖进行砌筑,确保焦炉具有良好的密封性能。
5. 炉膛后金工艺:在炉膛的砌筑完成后,需要进行炉膛后金的处理,包括焊接、修整等。
(三)砌筑后的验收工作1. 炉膛内部的验收:对炉膛进行内部的验收,包括检查砌筑质量、砌筑材料等。
2. 炉膛外部的验收:对炉膛进行外部的验收,包括检查焊接质量、密封性能等。
3. 安装附件的验收:对炉膛附件的安装进行验收,确保附件安装牢固、完好。
二、烘炉技术(一)烘炉前的准备工作1. 清理炉膛:在进行烘炉前,需要将炉膛内的杂物清理干净,确保炉膛内的空气流通。
2. 准备燃料:根据烘炉的不同要求,准备好相应的燃料。
3. 整理烘炉设备:对烘炉设备进行检查和整理,确保设备正常运行。
(二)烘炉的操作技术1. 点火:先将燃料点燃,然后使用专用工具将燃料投入到炉膛内,逐渐提高炉膛内的温度。
2. 控制温度:根据烘炉的要求,控制炉膛内的温度,使其达到设计要求。
3. 炉外温度监控:使用温度计等设备对炉外温度进行监控,确保炉外温度不超过安全范围。
4. 烘炉时间的掌握:根据烘炉的要求,掌握好烘炉的时间,避免过长或过短的烘炉时间。
1. 炉膛内部的检查:进行炉膛内部的检查,包括砌筑材料的状况、炉膛内的温度等。
焦炉砌筑、烘炉、开工安全技术焦炉是炼钢四大工序之一,承载着冶炼作业的重要环节。
焦炉砌筑、烘炉和开工安全技术对保证炉体结构的稳定性和工作的安全性起着关键作用。
下面将详细介绍焦炉砌筑、烘炉和开工的安全技术。
一、焦炉砌筑技术1. 炉墙砌筑炉墙砌筑是焦炉砌筑中最重要的环节之一,对炉体结构和使用寿命有直接影响。
砌筑炉墙时,要注意以下几个技术要点:(1) 砌筑材料:炉墙砌筑所使用的砖材应选择质量好、耐热性能强的材料,并经过严格的质量检测。
(2) 砌筑工艺:炉墙砌筑采用的是砌块砌筑法,即先将砖块砌筑成一块块大的块体,再进行整体砌筑。
在砌筑过程中,要确保砖块之间的砂浆填充密实,砌筑的整体结构牢固。
(3) 砌筑质量:炉墙砌筑完毕后,要进行质量检测。
主要检查砖块之间的接缝是否平整、紧密,是否有砂浆漏洞,炉墙的垂直度等。
2. 管道、支撑和固定件安装炉内焦气管道、支撑和固定件的安装也是焦炉砌筑的关键环节。
安装时要注意以下几个技术要点:(1) 管道安装:焦气管道要使用耐高温、耐腐蚀的材料,如耐火陶瓷管。
管道安装时,要保证管道的连接牢固,没有漏气现象。
(2) 支撑和固定件安装:支撑和固定件的材料和安装方式要符合设计要求,能够承受炉内高温环境和自身重量的压力。
(3) 安装质量检测:安装完毕后,要进行质量检测。
主要检查焦气管道的连接是否牢固、没有漏气现象,支撑和固定件的安装是否稳固。
二、焦炉烘炉技术烘炉是焦炉砌筑完毕后,进行炉内干燥和升温的过程。
烘炉对焦炉的稳定运行和安全生产也有着重要影响。
1. 烘炉温度控制烘炉时,要控制升温速度和温度均匀度,避免炉体温度过快或过慢。
一般来说,在初热阶段,炉体温度控制在200℃-300℃,过程中逐渐升高,直至达到设计温度。
2. 烘炉时间控制烘炉时间应根据炉体的大小和环境温度来确定。
一般来说,烘炉时间在2-3周左右。
3. 烘炉期间的监测和记录烘炉期间要对炉体温度、烘炉速度、时间等参数进行监测和记录,以便发现问题及时解决。
维护好焦炉有哪些主要措施?
答:维护好焦炉采取的主要措施如下:
(1)炼焦炉的砌筑、烘炉、开工试生产是一个复杂的工艺过程,每一过程都必须按规定办事,不能使刚开工生产的焦炉留7先天性不足。
(2)加强三班操作,做好炉门炉框清扫,杜绝冒烟着火,禁负压操作。
(3)确定适当的结焦时间并力求稳定,因为结焦时间的频繁变动,会导致炉墙的热应力波动而引起炉体膨胀的变化,不适当地缩短结焦时间,容易造成高温、焦生和难推等事故。
结焦时间过长,也容易造成窜漏或引起炉墙结渣,烧熔和砖缝加宽,一般情况下,焦炉是不允许强化或过分延长结焦时间的。
(4)严格执行护炉铁件的管理制度,定期检查、及时分析,保证护炉铁件对炉体的保护性压力,确定合理的炉柱曲度,监护好拉条,使其保持完整状态。
(5)抓好日常热修维护工作,确保炉体各部位的严密。
(6)加强炼焦配煤管理工作,未经实验的配煤方案不得采用,煤种变化时要经过配煤试验,以便控制好配合煤在炉内的膨胀压力稳定,配煤操作力求准确,配合煤质量必须稳定。
(7)要建立健全原始记录和统计报表,随时掌握炉体动向,及时准确地解决存在的问题。
干熄焦的烘炉与开工干熄焦的烘炉与开工新建和大修后的干熄焦装置,投产前必须烘炉。
烘炉的目的,一是安全地排出干熄焦装置内衬耐火砖、浇注料等耐火材料中的水分;二是缓解锅炉等系统升温所产生的压力,以便使干熄焦装置逐渐达到正常生产时的温度,避免红焦投入后,因温度急剧上升而损坏耐火材料或破坏系统的严密性。
干熄焦装置内部使用主要是粘土类耐火材料,因此干熄炉烘炉的时间仅需2周左右,全过程可分为两阶段,温风干燥阶段和烘烤升温阶段。
在温风干燥阶段,通常采用反供蒸汽入锅炉汽包的方式,汽包里面的水被蒸汽加热后,用泵送入锅炉蒸发器进行循环,以加热锅炉炉管外围的空气(温风),所产生的温风经循环风机抽引送入干熄炉去干燥砌体。
温风干燥结束后,采用插入冷却室的燃烧器,使用焦炉煤气来进行燃烧加热。
在烘烤升温阶段,将干熄炉的温度升至800℃左右,然后装红焦投入生产运行。
在进行上述温风干燥和烘烤升温两个阶段的作业之后,有一个装红焦转入正常生产的调整阶段。
一、干燥升温的准备1、技术准备1)温度测点的设置正常生产时,在冷却段的下部设有温度测点(T1),在冷却段的上部设有温度测点(T2),在预存段的上部设有温度测点(T3),在锅炉人口处设有温度测点(T4)。
在干熄炉的烘炉过程中,可以利用上述温度测点进行升温监控。
2)确定温度管理的目标干熄炉烘炉最主要的温度控制区是干熄炉的预存段,因此,可将预存段的温度作为干熄炉烘炉升温的主要管理对象,即将定为主要管理温度。
为了便于对整个系统的监控,还可增设(T1)、(T2)、(T4)为辅助管理温度。
干熄炉烘炉时间约为2周,其中温风干燥阶段约为5.5~6天,每天升温的速度以不超过18℃为宜,将干熄炉的温度由常温升至120℃。
烘烤升温阶段约为7.5~8天,每天升温的速度以不超过90℃为宜,将干熄炉的温度升至800℃,达到投红焦转为正常生产的温度条件。
在烘炉阶段由于干熄炉和锅炉是连为一体的,因此,干熄炉升温时应满足锅炉升温的要求。
第一节炼焦炉的筑炉及开工准备一、筑炉准备筑炉的准备工作涉及许多方面,首先应做好施工的组织工作,其内容包括:施工平面布置、施工进度、劳动组织与施工方法等。
为保证砌砖质量,要建立质量检验机构,在整个施工过程中,做到专职检查,确保施工质量。
1、耐火材料的验收与保管耐火材料出厂前,耐火厂要按国家标准和焦化厂特殊要求对耐火材料的理化性质进行抽样检查,施工单位要对来厂耐火材料按质按量核实验收,并按砌筑部位、使用先后、砖种砖号、公差大小及耐火泥品种分别人库存放时在砖库和灰库内。
砖库应能防雨雪,地平坚实防止下沉,四周设有排水沟。
灰库要严防风雨,以免吹跑细粒耐火泥,并防止混人泥砂和受潮结块。
2、预砌由于焦炉砖型复杂、砖量多,为保证质量,避免返工,对于蓄热室、斜道、炭化室有代表性的部位砖层和炉顶的复杂部位,必须在施工前进行预砌。
通过预砌,检查耐火砖的外形能否满足砌体的质量要求,以提供耐火砖的加工及大小公差搭配使用的依据。
检查耐火泥的砌砖性能,确定泥料的配制方案;审查设计图纸及耐火砖的制造是否有误差,应培训技术工人,掌握砌炉技术。
3、砌砖大棚的要求焦炉砌筑应在大棚内进行,大棚内应能防风、防雨和防冻,以保证基准线稳定,避免雨水冲刷灰缝、砌体受潮和标杆变形。
棚内温度冬季应高于5℃,以防泥浆冻结,并应有足够均匀的照明。
4、焦炉基础与抵抗墙抹面焦炉在基础顶板以上砌筑,烘炉过程中抵抗墙与砌体有相对位移。
因此,要求基础顶板和抵抗墙抹面平坦均匀,砌完红砖的基础顶面标高、抵抗墙抹面的平直度和垂直度,公差均在5mm范围。
5、基准线、基准点和水平标杆、直立标杆的安装筑炉前先将总图与土建施工时所埋设的永久性标桩和基准点引到焦炉基础和抵抗墙的预埋卡钉上,并由此引出焦炉纵向中心线、炉端炭化室中心线、焦炉横向中心线和焦炉正面线等,以此作为焦炉整体的控制线。
6、耐火泥料的配制耐火泥料对砌砖质量影响很大,应随配随用,不宜存放过夜,砌体各部位使用的泥料有所区别,不得混用;人厂的耐火泥料必须化验质量,以保证耐火度和组成符合要求。
炼焦炉的开工一、开工准备1 热态工程及设备试运转当烘炉温度达到500~600℃时,就需进行热态工程及设备试运转,为开工作好准备。
由于烘炉过程中,砌体不断膨胀,因此,凡对炉体膨胀有影响的工程项目,均应在烘炉后期进行。
同时在焦炉开工前,一些烘炉所用的临时设施尚须拆除。
所有这些工作,统称热态工程。
热态工程中的绝大多数项目要在炉体膨胀基本结束,即炉温达到650℃后开始,至开工前完成。
因此,时间短、任务中,而且对焦炉的质量有重要影响,所以应妥善安排,保证及时完成。
热态工程项目有三、四十项之多,主要包括:上升管底座、桥管与上升管的承接口、废气盘座及两叉部的调整与密封,装煤车磨电线架的安装与调整;装煤车、拉焦车轨道的调整并与两端操作台接轨;拆除烘炉的临时设施,保护板(或炉门框)灌浆与炉肩缝密封;横拉条埋设等。
此处仅提出下列诸点,以引起重视:1)各主要部位密封所用灰浆的配比不可忽视,必须保证质量。
2)保护板(或炉门框)灌浆质量对炉头密封有直接影响,灌浆质量不好,焦炉投产后会造成冒烟冒火,甚至烧坏炉柱、损坏炉体。
3)上部横拉条烘炉时露在外表,温度较低,当拉条被隔热材料埋填后,温度会迅速升高而膨胀,使弹簧负荷急剧下降,造成炉体自由膨胀,因此,拉条埋设应分段进行,并与铁件管理向配合,及时拧紧拉条螺帽保证弹簧负荷。
4)集气管与上升管一般应在热态安装,因工期紧迫而在冷态安装时,应注意不能影响烘炉操作与炉体的合理膨胀。
为保证焦炉顺利开工,还需认真作好各管道、机械、车辆等设备的试运转。
各设备所存在的缺陷和问题应在开工前消除。
炼焦车间的设备试运转包括:集气系统、交换传动系统和四大车,各部分的试运转都应按计划,按操作规程进行。
与炼焦车间设备试运转的同时,其它与投产有关的车间和工段,包括鼓风冷凝,循环安睡,上煤及筛焦系统等,也都必须是运转合格。
2 开工计划和开工方案烘炉温度达到900℃以上,与焦炉有关的设备试运转合格后,焦炉就具备了开工投产的必要条件。
2024年焦炉砌筑、烘炉、开工安全技术2024年,焦炉砌筑、烘炉、开工安全技术将会继续迎来新的发展和创新。
随着科技的不断进步和应用,炼焦行业将会更加注重安全生产和烘炉效果的提升。
一、焦炉砌筑技术的发展1.1 烟道结构设计在2024年,焦炉砌筑技术将更加注重烟道结构的改进,以提高烟气的流动性和热交换效率。
针对焦炉内的烟道结构,可以采用多元圆弧形结构,减少了烟气在烟道内的摩擦和阻力,提高了热交换面积,从而提高了焦炉的热效率。
1.2 炉墙材料的选择随着科学技术的进步,2024年焦炉砌筑技术将更加注重炉墙材料的选择。
可以采用高温耐火材料或新型陶瓷材料来替代传统的耐火砖。
这些材料具有更好的抗渣温度,更好的耐火性能,能够在高温和恶劣环境下更长时间地保持稳定性。
同时,这些新材料的使用还能够减少焦炉砌筑过程中的能源消耗,减少砌筑周期。
1.3 焦炉砌筑工艺的优化2024年,焦炉砌筑技术将会进一步优化工艺,提高施工效率和质量。
可以采用3D打印技术来进行焦炉砌筑,通过对焦炉内部的结构进行模拟和优化设计,实现快速定向凝固砌筑,提高了施工的准确性和效率。
此外,还可以采用机器人、无人机等智能设备来实现对焦炉砌筑过程的自动控制和监测,提高施工质量。
二、烘炉技术的发展2.1 连续式烘炉技术随着焦炉砌筑技术的发展,2024年将会出现更多的连续式烘炉技术,用于替代传统的间歇式烘炉。
连续式烘炉具有更高的热效率和更小的能耗,能够实现对焦炭的连续加热和烘炉操作的连续进行,提高了烘炉效果和生产效率。
2.2 烘炉操作自动化2024年,烘炉技术将进一步实现自动化和智能化。
通过先进的传感器技术和控制系统,可以实现对烘炉内部温度、湿度等参数的实时监测和控制。
同时,还可以通过人工智能技术,实现对烘炉操作过程的自动控制和优化,提高了烘炉操作的准确性和效率。
三、开工安全技术的发展3.1 物联网技术在安全监测中的应用2024年,随着物联网技术的快速发展,开工安全技术将更加注重物联网技术的应用。
焦炉砌筑、烘炉、开工安全技术范文一、焦炉砌筑安全技术(一)焦炉砌筑前的安全准备工作1. 准备砌筑所需的材料和工具,并进行清点核对,确保数量准确。
2. 严格按照设计图纸要求,合理规划施工方案,确保施工质量。
3. 履行工程项目的手续办理工作,包括工程验收、安全评估等。
4. 对焦炉基础进行检查,并根据检查结果进行必要的修复和加固。
(二)焦炉砌筑中的安全措施1. 施工人员必须具备相应的专业技术知识和证书,并接受专业培训。
2. 各分部的负责人要对各自分部的施工质量负责,并配备足够的劳动力。
3. 管线和电缆要按照设计要求进行设置,并加强防水绝缘措施。
4. 施工现场要进行规范的管理,包括严格执行安全操作规程,设置安全警示标志,防止闲杂人员进入,确保施工安全。
5. 施工人员要定期参加安全培训,并熟悉各种应急救援措施。
(三)焦炉砌筑后的安全检查工作1. 施工结束后,对焦炉进行全面的安全检查,包括焦炉的结构、管道、电缆等设施的安全性能。
2. 检查焦炉的砌筑质量,并记录相应的数据和信息。
3. 进行大赛焦炉的验收工作,包括焦炉的准备情况、保温材料的选择和使用情况等。
4. 对焦炉的砌筑工艺进行评价和总结,并提出改进建议。
二、烘炉安全技术(一)烘炉前的安全准备工作1. 清空烘炉内的残留物,并对烘炉进行清洁和消毒。
2. 准备烘炉所需的燃料和烘炉配置的材料,并进行清点核对。
3. 检查烘炉的电源和电器设备,并进行必要的维修和检修。
4. 提前对烘炉进行预热,确保烘炉的温度能够适应烘炉配置的工艺要求。
(二)烘炉中的安全措施1. 在烘炉内设置热电偶和热电偶保护装置,实时监测烘炉的温度变化。
2. 对烘炉的供气管道进行检查和维护,确保气体的流动畅通和安全可靠。
3. 对烘炉的风动机进行维护和保养,包括清洁风叶和检查风机轴承等。
4. 对烘炉的电源和电器设备进行维修和检修,确保正常运行和安全可靠。
(三)烘炉后的安全检查工作1. 烘炉使用结束后,要及时关闭烘炉的电源和燃气阀门,确保燃气的安全。
焦炉砌筑、烘炉、开工安全技术一、焦炉砌筑技术焦炉砌筑是指焦炉内部的砌筑工作。
焦炉砌筑的质量和技术水平直接影响焦炉的使用寿命和炉内能源利用效率。
以下是一些焦炉砌筑的技术要点:1. 砌筑材料的选择:焦炉砌筑材料应具有高耐火性能和抗渣侵蚀能力。
一般采用高铝质耐火材料作为焦炉内衬材料,耐火砖是最常用的材料之一。
此外,还需要注意配合比例和砌筑工艺,以保证砌筑材料的性能和稳定性。
2. 砌筑方案的设计:焦炉砌筑需要根据具体的炉型和工艺要求设计砌筑方案。
砌筑方案应满足焦炉内部结构和热传导的要求,同时考虑炉体的强度和稳定性。
3. 砌筑工艺的控制:砌筑工艺的控制是保证焦炉砌筑质量的重要环节。
在砌筑过程中,需要严格控制材料的含水率、料浆的配比和施工环境的温度湿度等因素,以保证砌筑材料的均匀性和结实性。
4. 砌筑质量的检查和评估:砌筑完成后,需进行质量检查和评估。
对砌筑材料的密实性、耐火性能和抗渣侵蚀能力进行测试,并根据测试结果评估砌筑质量是否符合要求。
二、烘炉技术焦炉在开工前需要进行烘炉处理,以消除焦炉内部的水分和有机物,提高炉体的强度和稳定性。
以下是一些烘炉技术的要点:1. 烘炉工艺参数的控制:烘炉时需要控制炉温、烘炉时间和烘炉速度等参数。
炉温应逐渐升高,一般根据焦炉的尺寸和结构确定。
烘炉时间一般较长,以保证焦炉内部的水分和有机物充分蒸发和燃烧。
烘炉速度应适当,避免因过快的速度导致焦炉内部结构的破坏。
2. 烘炉设备和工艺的选择:烘炉设备一般采用高温炉、烘炉机或煤气烘炉等。
选择适当的烘炉设备和工艺,能有效提高烘炉效果和烘炉效率。
3. 烘炉过程的监测和控制:烘炉过程需要进行实时监测和控制。
通过监测烘炉设备的参数和焦炉内部的温度、湿度等指标,调整烘炉工艺参数,以达到最佳的烘炉效果。
4. 烘炉质量的评估:烘炉完成后,需对烘炉效果进行评估。
评估烘炉质量主要从焦炉内部的干燥程度、含水率和有机物残留量等方面进行。
三、开工安全技术焦炉的开工是焦化生产的关键环节,也是焦炉安全的关键节点。
【分享】炼焦炉的砌筑、烘炉和开工炼焦炉的砌筑、烘炉和开工第一节筑炉材料现代焦炉主要用耐火材料砌筑而成。
例如一座年产30万吨冶金焦42孔58-Ⅱ型焦炉,炉体所需的耐火材料总重约6600t。
因此,耐火材料的性能与焦炉的生产能力及使用寿命密切相关。
凡具有能抵抗高温和高温下的物理和物理化学作用的材料统称为耐火材料。
砌筑焦炉的材料中除耐火材料外,尚有隔热材料及普通建筑材料,分述如下:一、耐火材料的性质通常以下列指标来衡量耐火材料的性能:(1)气孔率耐火制品中有许多大小不一形状各异的气孔。
气孔率即气孔的总体积占耐火制品总体积的百分比。
它表示耐火材料的致密程度。
通常所说的气孔率是指不计闭口气孔(不和大气相通的气孔)的开口气孔率。
(2)体积密度和真比重体积密度是指包括全部气孔在内的每m3砖的质量。
真比重是指不包括气孔在内的单位体积耐火材料质量与水的比值,(与真密度的数值相等,但概念不同)不同的石英晶形其真比重不同,因此测定硅砖的真比重可以了解烧成情况。
(3)热膨胀性耐火制品受热后,一般都发生膨胀,材料的这种性质称为热膨胀性。
它可用线膨胀系数或体积膨胀百分率来表示。
(4)导热性耐火制品的导热性,取决于其相组成及组织结构(指气孔率的大小,分布情况及晶相和玻璃液相的分布)。
用导热系数“λ”来表示,其法定单位为:kJ /m•h℃(或W/m•K)。
多数耐火制品的导热系数随温度升高而增大(如硅砖,粘土砖等),也有些制品则相反(如镁砖和碳化硅转)。
(5)耐火度是衡量耐火制品高温下抵抗熔化的能力。
系用规定尺寸的角锥形试样与一些标准试样放在一起,以一定的速度加热升温,这些标准试样是以高岭土、氧化铝及石英按不同比例配制而成,各有已知的耐火度。
当升温至待测试样与某标准锥试样同时软化弯倒,即角锥的顶点弯倒和底盘接触时,则待测试样的耐火度等于该标准锥的耐火度。
故耐火度系试样制品软化弯倒的温度。
耐火材料的耐火度一般不大于1580℃。
(6)高温荷重软化开始温度(也叫荷重软化点)是表示耐火材料在高温和荷重同时作用下的抵抗能力。
系用一定尺寸的圆柱形试样在一定的压力下(19.6×104Pa),以一定的升温速度加热,使试样引起一定数量的变形温度来表示的。
按变形数量又分为开始变形温度(变形量占0.6%),变形量占4%时的温度和终了变形温度(4%)。
粘土砖的荷重变形曲线比较平坦,开始变形温度和终了变形温度之差可达200~250℃,而硅砖在达到开始变形温度后立即破坏,开始变形温度和终了变形温度之差仅10~15℃。
由于焦炉砌体中耐火材料自重很大,再加上机械设备的负荷,故耐火材料的高温荷重变形温度对炉体寿命非常重要,其中对生产有意义的主要是开始变形温度,即负荷软化点。
(7)高温体积稳定性耐火材料在高温下长期使用时,相成分会继续变化,产生再结晶和进一步烧结现象,因此耐火制品体积会有变化,由于各种制品的化学成分不同,有的收缩,有的膨胀,且这种变化是不可逆的,称为残余收缩和残余膨胀,其数值用制品加热到1200~1500℃(因耐火制品种类不同而异),保温2h,冷却到常温的体积变化百分比率(%)来表示。
(8)温度激变抵抗性是耐火制品抵抗温度激变而不损坏的性能;系将试样加热到850±10℃后,放在流动的冷水中冷却,并反复进行,直到试样损坏,脱落部分的质量占原试样质量的20%时为止,此时其经受的急冷急热次数,就作为该制品耐急冷急热性能的指标。
制品的热稳定性与制品的热膨胀性有很大的关系,若制品的线膨胀系数大,则由于制品内部温度分布不均匀而引起不同程度的膨胀,从而产生较大的压力,降低了制品的热稳定性。
此外制品的形状越复杂,尺寸越大,其热稳定性也越差。
经上述测定不同的耐火制品差别很大,如硅砖抵抗性最差仅1-2次,普通粘土砖10-20次,而粗粒粘土砖可达25~100次。
一些耐火制品的基础特性如表1所示:表1 耐火制品的基本性能性能制品耐火度℃荷重软化开始温度℃常温耐压强度102×Pa 显气孔率% 体积密度g/c m3 高温体积稳定性导热系数kJ/m•h.•℃温度℃小于%硅砖1610~1710 1620~1650 1716~4903 16~25 1.9 1450 +0.8半硅砖1670 1250~1320 1471~1961 20~25 2.0 1400 -0.5粘土砖1610~1730 1250~1400 1226~5394 18~28 2.1~2.2 1350 -0.5高铝砖1750~1790 1400~1530 2452~5884 18~23 2.3~2.75 1550 -0.5镁砖2000 1420~1520 3923 20 2.6二、焦炉用耐火材料(1)硅砖硅砖是以石英岩为原料,经粉碎,并加入粘结剂、矿化剂经混合、成型、干燥和按计划加热升温而烧成的。
硅砖含SiO2大于93%,系酸性耐火材料,具有良好的抗酸性渣的侵蚀作用。
硅砖的导热性能好,耐火度为1690~1710℃,荷重软化点可高达1640℃,无残余收缩。
其缺点是耐急冷热急性能差,热膨胀性强。
SiO2(二氧化硅)在不同的温度下能以不同的晶型存在,在晶型转化时会产生体积的变化,并产生内应力,故硅砖的制造、性能和使用与SiO2的晶型转变有密切关系。
SiO2能以三种结晶形态存在,即石英、方石英和鳞石英,而每一种结晶形态又有几种同素异形体。
即:α石英、β石英;α方石英、β方石英;α鳞石英、β鳞石英、γ鳞石英。
三种形态及其同素异形体,是以晶型的密度不同来彼此区分的,它们在一定的温度范围内是稳定的,超过此温度范围,即发生晶型转变。
例如:密度为2.53的α石英,在加热到870℃时,转变为新的密度为2.2.的α鳞石英,当温度达到1710℃时转变成石英玻璃。
SiO2的晶型转变如图1所示。
α石英870℃α鳞石英1470℃α方石英1710℃石英玻璃(y=2.53)(y=2.23)(y=2.23)570℃163℃180~270℃±0.82% ±0.2% ±2.8%β石英β鳞石英β方石英(y=2.65)(y=2.23)(y=2.23~2.32)170℃±0.2%γ鳞石英(y=2.26~2.28)图1 SiO2晶型转变图从图1可以看出,这种转变可分为两类,一种是横向的迟钝型转变,这是一种结晶构造过渡到另一种新的结晶构造。
这种转变是从结晶的边缘开始的向结晶中心缓慢地进行,需较长的时间,且在一定温度范围内才能完成,一般只向一个方向进行。
但在实际烧成过程中,SiO2并非是单一地从α石英—α鳞石英—石英玻璃的转变:1)α石英α鳞石英。
此时体积膨胀为16%。
2) α石英α方石英。
此时体积膨胀可达14.5%。
3)α鳞石英α方石英。
4)α方石英α鳞石英。
5)α鳞石英石英玻璃。
α方石英另外一种转换为图1所示的上下转化,称为高低型转化,此种转变没有晶格的重排,只有晶格的扭曲或伸直,因此转化速度快且是可逆的。
各种型态的SiO2转化温度和体积变化不同,如图2所示:方石英在180~270℃转化,体积变化最剧烈,而570℃时石英转化体积变化较小,鳞石英有两个晶型转化点:117℃和163℃,体积变化最小。
因此用于焦炉的硅砖,希望在制造过程中,尽量转化为鳞石英。
但实际生产的硅砖制品总是三种晶型同时存在。
由于三种石英中鳞石英的密度最小,因此鳞石英含量愈高的硅砖,其真密度愈小,如表2。
硅砖制品的体积变化曲线是复相组织体积变化的总和。
图3是两种密度(比重)不同的硅砖膨胀、收缩曲线。
由图3和表2可以看出真密度小的硅砖,石英转化较完全,膨胀过程平稳,残余膨胀小,有利于保持炉体严密。
此外,鳞石英的荷重软化温度高,导热性能好,故焦炉要尽量采用真密度小的硅砖,一般要求在2.38以下,优质硅砖的真密度应在2.34~2.35之间。
从图3和图1中还可看出,硅砖的热膨胀是不均匀的,600℃以前晶型转变较多,故体积变化较大,而且在117℃、163℃、180~270℃和570℃等几个转化点,体积变化尤为显著,这时最容易引起砌体变形和开裂。
因此这对焦炉各部分材质的选用,对焦炉的砌筑、烘炉、生产维修及冷炉等都有重要意义。
由于硅砖具有多种优点,因此用于焦炉可以提高燃烧室的温度,缩短结焦时间,增加焦炉生产能力,延长炉体的使用寿命,故现代焦炉主要用硅砖砌筑。
600~700℃以下时,硅砖对温度的剧变抵抗性能差。
这是由于高低型晶型转变,体积突然膨胀或收缩所至,因此硅砖不宜用于温度剧烈变化的部位。
但在700℃以上时,由于硅砖的体积变化比较平稳,因此能较好地适应温度的变化。
目前有一种用高密度硅砖砌筑焦炉的趋势,高密度硅砖是指气孔率在10%~13%范围内的硅砖,它的特点是密度高,气孔率低,因此导热性能及强度均比普通硅砖好。
表3为焦炉用硅砖的理化指标。
(2)粘土砖粘土砖的主要原料是耐火粘土和高岭土,其主要成分十高岭石(Al2O3•2SiO2•2H2O),其余部分为:K2O 、Na2O、caO、MgO及Fe2O3等杂质。
它们约占6%~7%左右。
粘土砖是以经煅烧的硬质耐火粘土(熟料)与部分可塑性粘土经粉碎、混合成型、干燥后烧成的。
加入熟料是为了减少烧成及使用过程中的收缩,提高成品率和使用寿命。
烧成过程是高岭石不断失水,分解生成莫来石(3Al2O3•2SiO2)结晶的过程。
其主要反应如下:温度在450~650℃高岭石分解出结晶水:Al2O3•2SiO2•2H2O Al2O3•2SiO2+2H2O温度在600~830℃脱水高岭石分解为AlO及SiO2 γ-Al2O3+2SiO2。
温度在930~950℃时,γ-Al2O3再结晶为α-Al2O3,并开始生成莫来石结晶,3Al2O3+2SiO2 3Al2O32SiO2。
粘土中的杂质在烧成过程中与氧化铝、氧化硅形成共晶低熔点硅酸盐,在烧成的粘土砖中形成包围在莫来石周围的非晶质玻璃相。
一般烧成的的粘土制品中含有30~45%的莫来石结晶,在其周围除上述非晶质玻璃相外,还有部分方石英。
表3 焦炉用硅砖的理化指标指标牌号及数量JG-93SiO2含量不小于耐火度不低于19.6×104Pa,荷重软化开始温度℃不低于重烧线膨胀,%,1450℃不大于显气孔率,%:炉底砖不大于炉墙砖不大于其它部位用砖不大于常温耐压强度,104Pa:炉底,墙砖不小于其他部位转不小于真密度,t/m3 不大于93169016200.8222325215717162.37粘土砖属于酸性耐火材料,能很好地抵抗酸性渣的浸蚀,对碱性渣的抗蚀能力较差,其耐火度虽高,但荷重软化开始温度较低,而且软化变形温度间隔很大,可达200℃,实际上在远低于荷重软化开始温度之前即开始发生高温蠕变。
这是因为在粘土砖中除了高耐火度的莫来石结晶外,还含有几乎达50%的玻璃相,后者的软化开始温度很低,但熔融物的粘度却很大,故出现上述情况。