焦炉对耐火材料的性能要求及其主要性能

 

以下是焦炉对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、焦炉对耐火材料的性能要求

 

1. 耐高温性能

   焦炉的工作环境通常需要耐火材料承受温度高达1000°C至1200°C，某些焦炉的某些部位的温度甚至可能达到1400°C。耐火材料须能够在这些高温下长期稳定工作，避免软化、熔化或变形。

 

2. 抗热震性

   焦炉的温度变化频繁，尤其是在加煤、排焦等操作过程中，耐火材料须具备良好的抗热震性能，能在温度急剧变化的情况下避免开裂或破损。热震性能差的材料在实际应用中会因温差引发裂纹或剥落，从而导致耐火材料寿命短。

 

3. 抗熔渣侵蚀性

   焦炉内产生的焦炭熔渣和其他高温气体具有较强的腐蚀性，尤其是焦炉内的石灰、铝土矿和硫等物质可能会对耐火材料造成腐蚀。因此，耐火材料须具有较高的抗熔渣侵蚀性，能够抵抗化学侵蚀并防止熔渣渗透。

 

4. 抗磨损性

   在焦炉中，由于煤炭和焦炭颗粒在炉体内不断滚动和摩擦，耐火材料在炉衬和炉底等部位会受到较大的磨损。尤其是焦炉的进料口、排焦口、炉底等部位，容易遭遇较强的冲击和磨擦，因此耐火材料需具备较强的耐磨损性。

 

5. 高强度和抗压性

   焦炉的耐火材料需要承受高强度的机械压力，尤其是在焦炉加料口和推焦操作中，耐火材料须具备较高的抗压强度。高强度可以保证耐火材料在高温和高负荷环境中不易发生断裂和破损。

 

6. 抗气体腐蚀性

   焦炉在工作过程中会排放大量的有害气体（如CO₂、H₂S、SO₂等），这些气体在高温下对耐火材料具有一定的腐蚀作用，尤其是焦炉的炉顶、烟道等部位。耐火材料需要具有良好的抗气体腐蚀性能，以提高耐火衬里的使用寿命。

 

7. 长寿命和低维护

   焦炉的运行周期长，通常需要连续工作。耐火材料的使用寿命直接影响焦炉的运行成本，因此耐火材料须具有较长的使用寿命，并且能够减少停炉检修的频率和成本。

 

 

二、焦炉常用耐火材料的主要性能

 

焦炉主要使用的耐火材料包括高铝砖、刚玉砖、镁铝砖等，这些材料因其优异的高温性能和耐腐蚀性，广泛应用于焦炉的各个部位。以下是几种常用耐火材料的主要性能。

 

1. 高铝耐火砖（铝土砖）

 

主要性能：

  耐高温性：高铝砖的耐火度通常在1600°C以上，能够在焦炉高温环境中长期稳定工作。

  抗热震性：高铝砖的热震稳定性较好，适用于温度波动较大的环境。

  抗熔渣侵蚀性：具有较强的抗熔渣侵蚀性能，能够有效防止熔渣渗透和腐蚀。

  抗机械冲击：由于高铝砖硬度较高，它在承受机械冲击时能保持较好的耐磨性。

 

应用部位：

  高铝砖广泛用于焦炉的炉体、炉门、炉顶和炉衬部分，尤其适用于承受高温、腐蚀和一定冲击的部位。

 

2. 刚玉耐火砖

 

主要性能：

  耐高温性：刚玉砖的耐火度通常在1750°C以上，适用于比较高温度环境。

  抗热震性：刚玉砖具有良好的抗热震性，能够应对快速升降温带来的温差变化。

  耐磨损性：刚玉砖的硬度非常高，具有良好的抗磨损能力，适用于磨损较严重的区域。

  抗熔渣侵蚀性：刚玉砖的耐酸性和耐碱性较强，能够有效防止熔渣的侵蚀。

 

应用部位：

  刚玉砖多用于焦炉的高温部分，如烧成带、炉顶、炉墙等，特别是那些承受熔渣冲击和高温的部位。

 

3. 镁铝砖

 

主要性能：

  耐高温性：镁铝砖在高温下具有非常好的稳定性，耐火度可达到1600°C以上。

  抗热震性：镁铝砖具有较好的抗热震性，适合于频繁温度变化的环境。

  抗熔渣侵蚀性：镁铝砖能够抵抗含有硫、碱等成分的熔渣的腐蚀。

  强度和耐磨性：镁铝砖具有较高的强度和较好的抗磨损性能。

 

应用部位：

 镁铝砖通常用于焦炉的高温区域，特别是在焦炉的推焦和加料部位。

 

4. 硅砖

 

主要性能：

  耐高温性：硅砖具有较高的耐火度，通常在1650°C以上。

  耐酸性：硅砖具有较好的抗酸性，能够抵抗部分酸性气体的腐蚀。

  抗热震性：硅砖的抗热震性较好，但在比较高温度环境下易出现一定的热震开裂。

 

应用部位：

 硅砖主要用于焦炉的烟道、炉顶等部位，不适合承受高温或较强冲击的区域。

 

5. 耐火浇注料和可塑料

 

主要性能：

  良好的施工性：耐火浇注料和可塑料能够根据需要进行浇注和捣打，特别适用于炉体形状复杂或不规则的部位。

  高温稳定性：耐火浇注料通常能够在1500°C以上的高温环境中长期稳定工作。

  耐热震性：耐火浇注料有良好的热震性能，能承受温差变化带来的热应力。

 

应用部位：

可用于焦炉的炉壁、炉底等复杂形状部位，特别适用于需要造型和高温稳定性的地方。

 

焦炉对耐火材料的要求十分严格，耐火材料须具备耐高温、抗热震、抗熔渣侵蚀、耐磨损等基本性能。同时，还需要具有较高的机械强度、抗气体腐蚀能力以及较长的使用寿命，以保证焦炉运行。根据焦炉各个部位的工作条件，常用的耐火材料包括高铝砖、刚玉砖、镁铝砖、硅砖以及耐火浇注料等。选择合适的耐火材料并合理施工，对于延长焦炉的使用寿命、提高生产效率、降低维护成本具有重要意义。