热风炉用耐火材料的使用探讨

董丽

摘 要：耐火材料的合理选择能够延长热风炉使用年限，在保证热风炉高温条件下寻找荷重软化点，保证其蠕变率常处于较低标准，以提升其耐气流冲刷力，提高耐化学侵蚀性。高效化与大型化作为我国近年来热风炉的逐步转变形式，以自动化工作方法提升整体效果，改进热风炉结构，选用合理的耐火材料，保证工作的有效性。

关键词：热风炉;耐火材料

前言：

在热风炉中耐火材料的应用有着十分重要的地位，热风炉依据温度的不同可以划分多种区域，而不同特性的耐火材料，可以采取组合应用的方式开展各项工作。针对耐火材料性能及其使用方法进行深入分析，选取合理的搭配方式，满足日常使用需求的同时保证经济效益。

1硅砖与高温区使用方法

拱顶与格子砖上部作为高温区域，常年温度控制在1500℃以下，而以其周边区域为燃料燃燒的主要空间，高温段要求此区域长时间保证温度的稳定性，降低整体温度波动。而硅砖砌筑作为近年来高温区域的主要材料，高铝砖作为早期热风炉高温区的首选材料，随着经济的快速发展，热风炉规模也在不断扩大而逐步升高的温度，使得高铝砖无法在长期高温状态下保持自身性能进行工作，其在高温状态下极易发生变化，因体积密度过大制约整体作用。外燃式热风炉与带有拱顶的内燃式热风炉，针对高铝砖与硅砖所体现的应用差别极为明显。抗高温性稳定作为硅砖的自身所具有的优势，因其接近耐火度的特性能够以自身荷重软化温度保证热风炉的稳定工作。而较大的热导率、较低的高温蠕变率使得硅砖成为现阶段热风炉中较为理想的耐高温材料，不断改进的燃烧器与逐步提升的拱顶温度使其在现代热风炉技术中多以稳定操作为主，改善高炉与热风炉的燃烧条件。近年来，硅砖砌筑已成为热风炉高温段的主要用材料，拱顶与高温段墙砖作为硅砖在热风中的主要应用部分，其他区域可以选用组合砖代替硅砖以降低经济成本。理想化硅指标的典型性所展现其耐高温特性，因其属于酸性耐火材料有着较强的抵抗能力，能防止酸性渣滓侵蚀，但其缺点则在于无法抵抗碱性渣滓。硅砖耐火材料自身所具有的耐火度完全符合热风炉高温区温度，一般在荷重软化温度接近实际耐火度，但因硅砖属于高低型晶体转变，无法适用于温度骤变的环境中，其会因温度影响而降低整体稳定性，发生突发性膨胀的问题。而在体积膨胀时，依据其实际温度进行升温反应，控制相邻区域温度，进而保证硅砖的密度符合其变化范围。硅砖用于热风炉的主要原因，即是其能够以自身所具有的稳定性，能够长时间处于高温状态下，并因其自身具有密度小的优势逐步替代高铝砖体，尤其是热风炉拱顶上部有位置，不仅能够最大程度减轻整体质量，还能够保证热风炉大型拱顶的稳定性，价格与高铝砖相比较为低廉，而这也在一定程度保证经营成本。

2高铝砖与中温、高低温交换使用方法

火焰中间所在区域即是燃烧室侧的中温区域，温度长时间保持在1100℃以下，而格子砖中不仅是蓄热式侧中温区域，其作为高温过度低温的重要部分，多以高档红柱石砖或高铝砖为首要选择，而因高铝砖所具有低蠕变效果近年来受到重点应用。燃烧器顶部依据内、外燃式热风炉的不同，使得在热风出口附近区域所设置的位置也各不相同，依然是利用高铝砖所设立的燃烧器。围墙对于顶燃式热风炉而言，其长时间处在高低温交变区，而热风炉以燃烧送风的循环状态，保证区域内温度变化的适应性。红石柱的应用目的即是依据其具有较强的抗热性抗振性与稳定性，热风炉在选用传统耐火砖时通常依据热风管道的温度为主，而红石柱作为主要耐热材料，随着日益提高的风温也以高铝砖逐步替代。高铝砖属于复合性耐火砖，依据原料化学含量不同，所划分的种类及使用范围也各不相同，而这也造成其特性存在较大差别。抗蠕变性能好作为低蠕变高铝砖的优势，其主要原料以铝矾土为主，而添加物多选用红柱石，为解决抗蠕变问题，采用添加三石矿物的方法予以解决，而莫来石化作为三石矿物的核心能够直接实现反应生成，而在再次反应过程中则需要高铝物料与其他辅料进行二次反应产生莫来石化，完全转化的三石矿物能够使现有莫来石晶相结构保持稳定性，而这也在一定程度保证高铝砖的抗蠕变性能。红柱石有着良好的高温性能与高铝砖、莫来石砖相比而言其抗高温蠕变性优胜于前两者，不仅如此，红柱石砖还具有较强的抗热震性，作为热风炉耐火材料中低温段较为理想的材料，以其自身所具有的低蠕变特性有效控制自身体积。红柱石作为红柱石砖的重要原材料，其在石砖的整体比例中所占比例极大，而若制成复合性砖则需要添加其他辅料。若出现晶体粗大的情况，则应当减少现有原料比重，以强化高铝砖的抗蠕变性。与低蠕变高铝砖及红柱石砖相比而言，堇青石砖的膨胀系数较小且抗热震性能也能够与前两者抗衡，但因其耐火度过低而容易引发玻璃相等问题，难以应用于高低温交变区域中，但若以辅料的方式进行融合添加，则能够明显提升高铝砖在热风炉中的抗震效果。

3黏土砖与低温区使用方法

硅砖高铝砖与黏土砖依据其自身特性所应用的范围各不相同，在特定环境内所遵循的基本原则应当以适应性为主，而耐火材料的选用与组合则应当充分发挥组合物的特性，以实现作用最大化，杜绝因在低劣环境中运用高端耐火材料而浪费资源的情况，也应避免在良好环境中运用低劣耐火材料而做无用功的情况。热风炉在选用耐火材料时十分重视高标低配的问题，尽量避免选用不明智方法而盲目降低成本的现象，满足基本建设要求，只有了解耐火材料的品质及其所具有的特性才能发挥自身的实际作用，无需过度担心耐火材料在使用过程中所产生的安全问题。人为方式提升耐火材料使用标准不仅推高整体建设成本，还会因低标高配的问题限制整体工作的有序开展，只有纠正相关错误做法，才能保证各级工作的有序开展，研修热风炉耐火材料，了解基本规则，只有从源头遏制乱用材料的现象，才能对现有耐火材料进行合理组合，进而保证经济性与实用性[3]。为达到提升效果的目的，选用合适耐火材料，延长使用年限，保证投资效果，有效避免因胡乱搭配而造成的资源浪费。耐火材料的合理应用能够推动整体行业的有序发展，而在逐步消耗的资源中选用黏土砖的方式，将其应用于低温区中能够取得理想效果，低温区域温度控制在900℃以下，而蓄热室与燃烧室下部的材料多以黏土砖为主，价格低廉而极具经济适用性作为黏土砖的优势特征，其温度范围与内部辅料含量有着较为密切的关系，而因其获取原料较为方便且低廉的生产成本，使得现阶段广泛应用于占有热风炉建设中。黏土砖主要应用于低温区域内，无论是何种区域对于耐火材料的使用标准都以具有较强的抗热震性为主，以控制蠕变系数。在热风炉最底层位置应用普通黏土砖，并在其之上选用低蠕变黏土砖，保证温度梯度得以有效过渡，交替变化的温度对蠕变系数有着较为严格的要求，而以自身优势承担热风炉底部承重作用，发挥耐压强度特性，最大程度扩大黏土砖使用范围，以体现其经济适用性的同时差语最大限度温度衡控。与高铝砖相比，黏土砖价格虽然较低，但只要满足建设的基本使用需求及能够对现有成本予以有效控制。

总结：

内燃式、外燃式、顶燃式作为热风炉在发展阶段中所经历的三种主要模式，其能够在现有工作中实现温度转换。而以有效措施延长热风炉的使用年限，则需要合理搭配耐火材料，以保证各级区域充分发挥自身作用，在节约资源的同时实现可持续发展。

参考文献：

[1]徐国涛，向武国，王希波，刘黎，陈晓红，张洪雷.高炉及热风炉用热风管系耐火材料标准的研究[J].钢铁研究，2017，45（01）：58-62.

[2]彭朝文.热风炉用耐火材料的使用探讨[J].耐火材料，2013，47（06）：473-475.

[3]陈舟，梁振宇，张建梁.顶燃式热风炉用耐火材料配置[J].矿冶，2013，22（S1）：34-37.