焦炉常用的耐火材料.doc

焦炉常用的耐火材料一、硅砖硅砖属于酸性耐火材料,具有良好的抗酸性侵蚀能力,它的导热性能好,荷重软化温度高,一般在1620℃以上,仅比其耐火度低70~80℃。硅砖的导热性随着工作温度的升高而增大,没有残余收缩,在烘炉过程中,硅砖体积随着温度的升高而增大。所以,硅砖是焦炉上较理想的耐火制品,现代大中型焦炉的重要部位(如燃烧室、斜道和蓄热室)都用硅砖砌筑。在烘炉过程中,硅砖最大膨胀发生在100~300℃之间,300℃之前的膨胀量约为总膨胀量的70%~75%。其原因是SiO2在烘炉过程中出现117℃、163℃、180~270℃和573℃四个晶形转化点,其中180~270℃之间,由方石英引起的体积膨胀最大。决定硅砖热稳定性好坏的关键是真密度,真密度的大小是确定其石英转化的重要标志之一。硅砖的真密度越小,其石灰转化越完全,在烘炉过程中产生的残余膨胀也就越小。在硅砖中,鳞石英晶体的真密度最小,线膨胀率小,热稳定性比方石英和石英好,抗渣侵蚀性强,导热性好,荷重软化温度高,是石英中体积最稳定的形态。烧成较好的硅砖中,鳞石英的含量最高,占50%~80%;方石英次之,只占10%~30%;而石英与玻璃相的含量波动在5%~15%。当工作温度低于600~700℃时,硅砖的体积变化较大,抗急冷急热的性能较差,热稳定性也不好。若焦炉长期在这种温度下工作,砌体就很容易破裂破损。二、粘土砖粘土砖是指Al2O3含量为30%~40%硅酸铝材料的粘土质制品。粘土砖是用50%的软质粘土和50%硬质粘土熟料,按一定的粒度要求进行配料,经成型、干燥后,在1300~1400℃的高温下烧成。粘土砖的矿物组成主要是高岭石(Al2O3·2SiO2·2H2O)和6%~7%的杂质(钾、钠、钙、钛、铁的氧化物)。粘土砖的烧成过程,主要是高岭石不断失水分解生成莫来石(3Al2O3·2SiO2)结晶的过程。粘土砖中的SiO2和Al2O3在烧成过程中与杂质形成共晶低熔点的硅酸盐,包围在莫来石结晶周围。粘土砖属于弱酸性耐火制品,能抵抗酸性熔渣和酸性气体的侵蚀,对碱性物质的抵抗能力稍差。粘土砖的热性能好,耐急冷急热。粘土砖的耐火度与硅砖不相上下,高达1690~1730℃,但荷重软化温度却比硅砖低200℃以上。因为粘土砖中除含有高耐火度的莫来石结晶外,还含有接近一半的低熔点非晶质玻璃相。在0~1000℃的温度范围内,粘土砖的体积随着温度升高而均匀膨胀,线膨胀曲线近似于一条直线,%~%,只有硅砖的一半左右。当温度达1200℃后再继续升温时,其体积将由膨胀最大值开始收缩。粘土砖的残余收缩导致砌体灰缝的松裂,这是粘土砖的一大缺点。当温度超过1200℃后,粘土砖中的低熔点物逐渐熔化,因颗粒受表面张力作用而互相靠得很紧,从而产生体积收缩。由于粘土砖的荷重软化温度低,在高温下产生收缩,导热性能比硅砖小15%~20%,机械强度也比硅砖差,所以,粘土砖只能用于焦炉的次要部位,如蓄热室封墙,小烟道衬砖及蓄热室格子砖、炉门衬砖、炉顶以及上升管衬砖等。三、高铝砖高铝砖是Al2O3含量大于48%的硅酸铝或氧化铝质的耐火制品,统称高铝质耐火制品。高铝砖的耐火度和荷重软化温度均高于粘土砖,抗渣蚀性能(尤其是对酸性渣)较好,且这些性能随着Al2O3含量的增加而提高,但热稳定性不如粘土砖。高铝砖的致密度高,气孔率低,机械强度高且耐磨