焦?fàn)t是用于煉焦過程的重要設(shè)備,主要用于將煤炭加熱至高溫(通常為1000°C至1200°C)以轉(zhuǎn)化為焦炭。在這一過程中,焦?fàn)t內(nèi)部會經(jīng)歷高溫、熔渣沖擊、氣體腐蝕、機(jī)械磨損等嚴(yán)苛條件。因此,焦?fàn)t對耐火材料的要求非常高,耐火材料須具備一系列優(yōu)異的性能來滿足這些高溫、高負(fù)荷的操作要求。
以下是焦?fàn)t對耐火材料的性能要求以及常用耐火材料的主要性能分析。
一、焦?fàn)t對耐火材料的性能要求
1. 耐高溫性能
焦?fàn)t的工作環(huán)境通常需要耐火材料承受溫度高達(dá)1000°C至1200°C,某些焦?fàn)t的某些部位的溫度甚至可能達(dá)到1400°C。耐火材料須能夠在這些高溫下長期穩(wěn)定工作,避免軟化、熔化或變形。
2. 抗熱震性
焦?fàn)t的溫度變化頻繁,尤其是在加煤、排焦等操作過程中,耐火材料須具備良好的抗熱震性能,能在溫度急劇變化的情況下避免開裂或破損。熱震性能差的材料在實(shí)際應(yīng)用中會因溫差引發(fā)裂紋或剝落,從而導(dǎo)致耐火材料壽命短。
3. 抗熔渣侵蝕性
焦?fàn)t內(nèi)產(chǎn)生的焦炭熔渣和其他高溫氣體具有較強(qiáng)的腐蝕性,尤其是焦?fàn)t內(nèi)的石灰、鋁土礦和硫等物質(zhì)可能會對耐火材料造成腐蝕。因此,耐火材料須具有較高的抗熔渣侵蝕性,能夠抵抗化學(xué)侵蝕并防止熔渣滲透。
4. 抗磨損性
在焦?fàn)t中,由于煤炭和焦炭顆粒在爐體內(nèi)不斷滾動(dòng)和摩擦,耐火材料在爐襯和爐底等部位會受到較大的磨損。尤其是焦?fàn)t的進(jìn)料口、排焦口、爐底等部位,容易遭遇較強(qiáng)的沖擊和磨擦,因此耐火材料需具備較強(qiáng)的耐磨損性。
5. 高強(qiáng)度和抗壓性
焦?fàn)t的耐火材料需要承受高強(qiáng)度的機(jī)械壓力,尤其是在焦?fàn)t加料口和推焦操作中,耐火材料須具備較高的抗壓強(qiáng)度。高強(qiáng)度可以保證耐火材料在高溫和高負(fù)荷環(huán)境中不易發(fā)生斷裂和破損。
6. 抗氣體腐蝕性
焦?fàn)t在工作過程中會排放大量的有害氣體(如CO?、H?S、SO?等),這些氣體在高溫下對耐火材料具有一定的腐蝕作用,尤其是焦?fàn)t的爐頂、煙道等部位。耐火材料需要具有良好的抗氣體腐蝕性能,以提高耐火襯里的使用壽命。
7. 長壽命和低維護(hù)
焦?fàn)t的運(yùn)行周期長,通常需要連續(xù)工作。耐火材料的使用壽命直接影響焦?fàn)t的運(yùn)行成本,因此耐火材料須具有較長的使用壽命,并且能夠減少停爐檢修的頻率和成本。
二、焦?fàn)t常用耐火材料的主要性能
焦?fàn)t主要使用的耐火材料包括高鋁磚、剛玉磚、鎂鋁磚等,這些材料因其優(yōu)異的高溫性能和耐腐蝕性,廣泛應(yīng)用于焦?fàn)t的各個(gè)部位。以下是幾種常用耐火材料的主要性能。
1. 高鋁耐火磚(鋁土磚)
主要性能:
耐高溫性:高鋁磚的耐火度通常在1600°C以上,能夠在焦?fàn)t高溫環(huán)境中長期穩(wěn)定工作。
抗熱震性:高鋁磚的熱震穩(wěn)定性較好,適用于溫度波動(dòng)較大的環(huán)境。
抗熔渣侵蝕性:具有較強(qiáng)的抗熔渣侵蝕性能,能夠有效防止熔渣滲透和腐蝕。
抗機(jī)械沖擊:由于高鋁磚硬度較高,它在承受機(jī)械沖擊時(shí)能保持較好的耐磨性。
應(yīng)用部位:
高鋁磚廣泛用于焦?fàn)t的爐體、爐門、爐頂和爐襯部分,尤其適用于承受高溫、腐蝕和一定沖擊的部位。
2. 剛玉耐火磚
主要性能:
耐高溫性:剛玉磚的耐火度通常在1750°C以上,適用于比較高溫度環(huán)境。
抗熱震性:剛玉磚具有良好的抗熱震性,能夠應(yīng)對快速升降溫帶來的溫差變化。
耐磨損性:剛玉磚的硬度非常高,具有良好的抗磨損能力,適用于磨損較嚴(yán)重的區(qū)域。
抗熔渣侵蝕性:剛玉磚的耐酸性和耐堿性較強(qiáng),能夠有效防止熔渣的侵蝕。
應(yīng)用部位:
剛玉磚多用于焦?fàn)t的高溫部分,如燒成帶、爐頂、爐墻等,特別是那些承受熔渣沖擊和高溫的部位。
3. 鎂鋁磚
主要性能:
耐高溫性:鎂鋁磚在高溫下具有非常好的穩(wěn)定性,耐火度可達(dá)到1600°C以上。
抗熱震性:鎂鋁磚具有較好的抗熱震性,適合于頻繁溫度變化的環(huán)境。
抗熔渣侵蝕性:鎂鋁磚能夠抵抗含有硫、堿等成分的熔渣的腐蝕。
強(qiáng)度和耐磨性:鎂鋁磚具有較高的強(qiáng)度和較好的抗磨損性能。
應(yīng)用部位:
鎂鋁磚通常用于焦?fàn)t的高溫區(qū)域,特別是在焦?fàn)t的推焦和加料部位。
4. 硅磚
主要性能:
耐高溫性:硅磚具有較高的耐火度,通常在1650°C以上。
耐酸性:硅磚具有較好的抗酸性,能夠抵抗部分酸性氣體的腐蝕。
抗熱震性:硅磚的抗熱震性較好,但在比較高溫度環(huán)境下易出現(xiàn)一定的熱震開裂。
應(yīng)用部位:
硅磚主要用于焦?fàn)t的煙道、爐頂?shù)炔课?,不適合承受高溫或較強(qiáng)沖擊的區(qū)域。
5. 耐火澆注料和可塑料
主要性能:
良好的施工性:耐火澆注料和可塑料能夠根據(jù)需要進(jìn)行澆注和搗打,特別適用于爐體形狀復(fù)雜或不規(guī)則的部位。
高溫穩(wěn)定性:耐火澆注料通常能夠在1500°C以上的高溫環(huán)境中長期穩(wěn)定工作。
耐熱震性:耐火澆注料有良好的熱震性能,能承受溫差變化帶來的熱應(yīng)力。
應(yīng)用部位:
可用于焦?fàn)t的爐壁、爐底等復(fù)雜形狀部位,特別適用于需要造型和高溫穩(wěn)定性的地方。
焦?fàn)t對耐火材料的要求十分嚴(yán)格,耐火材料須具備耐高溫、抗熱震、抗熔渣侵蝕、耐磨損等基本性能。同時(shí),還需要具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、抗氣體腐蝕能力以及較長的使用壽命,以保證焦?fàn)t運(yùn)行。根據(jù)焦?fàn)t各個(gè)部位的工作條件,常用的耐火材料包括高鋁磚、剛玉磚、鎂鋁磚、硅磚以及耐火澆注料等。選擇合適的耐火材料并合理施工,對于延長焦?fàn)t的使用壽命、提高生產(chǎn)效率、降低維護(hù)成本具有重要意義。