焦爐用耐火磚的發(fā)展變化如何
半個世紀以來,焦爐與高爐大型化相呼應,焦爐也發(fā)展為大型化,伴隨著大型化的發(fā)展,耐火磚尺寸也有若干的變化,最重要部位的炭 化室壁的耐火磚(硅質(zhì)耐火磚)情況從熱傳導的關(guān)系可以看到壁厚向薄壁化方向發(fā)展。另外,同時看到,耐火磚的大型化,一般要增大溫度升降時的接縫處的交錯,為使耐火磚結(jié)構(gòu)體的應力均一化,在焦爐使用的情況下要格外重視砂漿。
焦爐炭化室的硅質(zhì)耐火磚在使用中如何變質(zhì),和損耗是否有關(guān),這是窯爐壽命特別是爐齡高的焦爐中要關(guān)注的事情,對此,國內(nèi)外進行了多項的調(diào)查,特別是西德有關(guān)壽命從4.5年到42年的10座焦爐使用之后的調(diào)査,為此提供了許多有益的參考,耐火磚內(nèi)各種添加劑成分在使用中的移動形態(tài)和殘留石英的鱗石英化的狀況,以及殘留石英多的窯爐初期,應盡量避免1250℃以上的急劇升溫等對爐子操作的見解都體現(xiàn)在上述的調(diào)査報告當中。焦爐炭化室爐壁的損傷從耐火磚的變質(zhì)層形成開始,經(jīng)過接縫處的變質(zhì),最終體現(xiàn)在爐壁耐火磚的破損。
許多的解剖調(diào)査和操作經(jīng)驗正如所示的那樣,在對焦爐壽命提高的貢獻中,由于炭化室接縫、耐火磚氣孔中炭素物質(zhì)的侵入,適應了碳氧化物類復合組織的形成和操作爐齡,特別是開爐初期存在爐體內(nèi)耐火磚構(gòu)造拘束應力的極小的調(diào)格控制(由于護爐拉條)也是如此。
這方面不僅只限于焦爐的炭化室,對于長時間使用耐火材料的對策,除了耐火材料自身之外,爐體設(shè)計、操作方法的因素也很大。在焦爐超過20年壽命的情況下,其爐齡的各種經(jīng)驗反映在下一代耐火材料的材質(zhì)上是非常難的工作,這里,對這種極長壽命爐所采取的耐火材料技術(shù)方面的措施是有其一定難度的,需要下很大的功夫。
作為焦爐炭化室耐火材料的硅磚,包含其經(jīng)濟性,若去除其中的一個難點,可以說是最合適的耐火磚,其難點是熱傳導性低。
對此,從兩個方面探討了提高其熱導率的對策,一個是與硅磚相比,用熱導率高的耐火磚材質(zhì)更換。有若干個研究機構(gòu)(如西德的Bergbau-Forschung公司),從1970年到1980年之間研究了氧化鎂、碳化硅質(zhì)材料轉(zhuǎn)換的可能性,但都沒有成功。
另一個是保持硅磚所具有的特性(體積穩(wěn)定性),通過添加物質(zhì)使其致密化進一步促進的方法。嘗試了作為添加物的Cu2O、 TiO2、金屬Si等方法,也嘗試了磷酸類的浸漬方法,添加Si3N4方式的作為超致密“super-dense”的硅磚得到較高的評價。
焦爐心臟部位的炭化室、燃燒室以外也使用大量的耐火材料,其大部分是黏土,我們可以看到在這半個世紀當中黏土的質(zhì)量有很大變化,但是,為代替以往的黏土,從1960年開始,各國在炭化室的入口部位有效的使用了耐熱沖擊性更好的材料(例如,熔融硅質(zhì))。伴隨著上升管內(nèi)附著炭素物質(zhì)的除去后而產(chǎn)生的對內(nèi)襯 損傷效果的措施,近年來,嘗試了熱噴補和新材質(zhì)(涂釉堇青石耐火磚)的使用方法。
進一步的是從1970年開始,各公司以附屬焦爐的形式采取了排熱回收方式和環(huán)保措施,設(shè)立的CDQ (焦爐干熄焦設(shè)備)設(shè)備中也使用了耐火材料,主要是高爐爐身上部的黏土耐火磚中使用了類似的物質(zhì)其損傷結(jié)構(gòu)因部位不同而不同,最近判定主要損傷為機械摩擦損耗和熱沖擊所造成。