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1号站官网登录:焦炉耐火材料的技术进展

1号站代理编辑:时间:2020-09-15 阅读次数: 894

蓄热室和小烟道:蓄热室、小烟道和格子砖在换热过程中受温度突变的影响。因此,小烟道衬砖和蓄热室格子砖选用热震稳定性好的粘土砖,7.63m焦炉采用半硅砖。

焦炉砌筑大部分靠热修维持。有些人经常用高铝熟料、磷酸或磷酸二氢铝喷涂或涂抹来修复损坏的零件。而磷酸或磷酸二氢铝组合剂的强度,在800 ~ 1000的温度下,在热砖外观上形成蒸汽层时,只能使用2 ~ 3个月。日本新日铁公司接受通过火焰喷涂,二氧化硅含量为94.4%,氧化铝含量为1.2%,氧化钙含量为2.3%,K2O Na2O含量为2.1%,粒径小于0.2毫米的二氧化硅粉末的附着率可达到100%。

由于高导热硅砖可以加速传热过程,因此可以降低燃烧烟气的温度,有利于节约能源,降低燃料消耗,减少对环境的污染。因为烟气中的氮氧化物浓度与温度有关,加热温度越高,氮氧化物浓度越高。近年来,国内外开展了大量提高硅砖导热性能的研究,研究结果如下:

炭化室焦饼温度在推焦前30分钟达到950~1050,燃烧室始终在1300以上。炭化室和燃烧室除高温外,还承受上部砌体和设备的静荷载、装煤车和推焦车的动荷载、烧结焦炭时膨胀产生的压力、推焦时焦炭与焦炭的摩擦、灰渣、水和酸性气体的侵蚀。因此,炭化室和燃烧室一般选用导热性能好、载荷下软化温度高、高温下机械强度好的硅砖,尤其是炭化室和燃烧室之间的隔墙。提高生产效率是人们普遍追求的目标。焦炉可以这样达到这个目的:第一,消除炭化室和燃烧室之间的隔墙厚度。以前这种隔墙的厚度是125mm。现在,一些大型焦炉的厚度已经减少到95毫米。第二,提高硅砖的导热系数,加速燃烧室烟气对炭化室内煤的加热,缩短炭化时间,增加产量。估计硅砖导热系数为1.867 W/(mk),加热温度为1349,生产率为9.8kg/(m2h)。硅砖导热系数为2.09 W/(mk)时,在其他条件相同的情况下,焦炉生产率可提高10%。如果热导率增加到2.904瓦/(。

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炉门用耐火材料:焦炉炉门、烟道(立管、桥管)、给煤孔、配套炉盖等广泛使用粘土砖、保温砖、堇青石砖及耐热耐磨的特种合金钢板(砖套、炉盖)。这种砌体和钢板保温效果差,使用寿命短(一般在1 ~2年),整体性差,密封不严,空气污染,砌体尺寸厚,焦炉占地面积大,空间利用率低,碳化率(结焦率)低,燃料浪费严重。针对炉门用粘土砖和堇青石砖的缺陷,宝钢开发了由莫来石-堇青石浇注料预制块组成的整体结构炉门内衬,并进行釉面处理。

——硅砖配料加添加剂。国外研究者添加1.5% ~ 2.5%的Fe2O3可以提高鳞石英转化的导热系数,使焦炉产能提高9%。近年来研究表明,在烧成过程中能转化为二氧化硅的添加剂如碳化硅、氮化硅和硅粉的加入量一般为0.5% ~ 10%。在烧成过程中,添加剂被氧化转化为二氧化硅,二氧化硅与基体中的二氧化硅熔融,使硅砖的体积密度提高了5% ~ 8%,显气孔率降低了12% ~ 17%,抗压强度提高了40% ~ 120%,导热系数提高了15% ~ 40%,抗折强度提高了20%

应用效果表明,由于该材料优异的保温性能,炉门散热量大大降低。炉门体实测外部温度比原炉门低50 ~ 70,降低了能耗。新炉门内衬厚度比原炉门薄70mm,增加炭化室容积;新型炉门使用效果优于粘土砖和保温砖,使用寿命4年以上,解决了焦炉节能环保问题,是大型焦炉炉门的增长偏向。

——提高硅砖的容重。要生产高质量的硅砖,应选择杂质含量低,特别是Al2O3含量低的纯二氧化硅作为原料。需要增加硅砖的体积密度,降低孔隙率。由于孔隙率与导热系数直接相关,当硅砖的孔隙率从20% ~ 21%降低到13% ~ 14%时,其导热系数(1100时)增加约25% ~ 30%。

焦炉在长期(20 ~30年)使用中,始终处于高温高压状态。通常情况下,耐火材料的温度约为1100,加热轴的温度可达1550以上。各部门使用的耐火材料及其发展情况如下:

现代大型焦炉使用的耐火材料近1000种,其中硅砖占60% ~ 70%。21世纪初以来,我国建造了许多大型焦炉,国内外焦炉大修期间对硅砖的需求激增。中国是硅砖生产大国,生产规模超过40万吨。除满足国内需求外,还远销日本、美国、意大利、韩国等国家。此外,一些传统使用的耐火材料的性能和质量有所改善,一些已改为新的耐火材料。

炉头耐火材料:高铝砖一般用于炉门开闭过程中燃烧室两侧的炉头,受动载荷影响;近年来,人们选择了热震稳定性好的红柱石砖或硅线石砖。

硅泥:硅泥是焦炉炉体砌筑硅砖的粘结材料,其质量直接影响炉体的砌筑质量和使用寿命。根据砌体灰缝的大小,泥浆的临界粒径一般为0.5mm~1mm ~ 1 mm。在硅泥中加入2% ~ 5%的硼砂砌体接缝会粘结得非常牢固,砌体的抗热震性也会提高,从而延长焦炉的使用寿命。

炉顶和焦炭冷却平台耐火材料:由于湿热焦炭的侵蚀和磨损、含酸性介质的热水蒸气的侵蚀、焦炭的热震破坏、温度变化等因素,造成炉顶和焦炭冷却平台损坏。所以有的焦炉用熟料,但是配方庞大,价格昂贵。有的企业用蜡石砖代替了缸砖,使用寿命达到10年以上。叶蜡石加热到1400时,其莫氏硬度从常温下的1 ~ 2级提高到7 ~ 8级,强度也大大提高,所以叶蜡石砖的耐磨性很好。蜡砖在900时的热膨胀率达到0.744% ~ 0.831%,热震稳定性达到20倍以上,使焦炉密封良好,抵抗温度变化以及酸性物质、气体、碳和焦油的侵蚀,因为蜡砖的耐酸性达到93.5%。

原标题:焦炉用耐火材料技术进展:《中冶报》

我国火焰喷涂材料的要求是二氧化硅含量为60% ~ 68%,耐火极限为1250~1280,通过0.25mm筛小于0.125mm的喷涂材料占65% ~ 70%。日本火焰喷涂耐久性一般在3年以上。在国内,攀钢、本钢、酒钢、济钢等20多个单位的焦化厂的焦炉都采用火焰喷补法,喷补层的耐久性大多在3 ~ 4年,本钢焦炉的耐久性高于4年。如果焦炉自始至终进行喷焰维护,其使用寿命可延长10 t

硅砖的质量是保证焦炉炉体第一代炉龄的基本条件。它建在焦炉的心脏部位,对基本性能和外形尺寸要求很高。一些大型耐火材料生产企业对焦炉硅砖生产技术进行了深入细致的研究和创新。例如,某厂接受结晶二氧化硅和胶结二氧化硅,通过合理配料降低原料临界粒度和矿化剂用量,延长烧结时间,生产出鳞石英含量为70% ~ 75%,残余应时含量0.7%,真密度小于2.32克/立方厘米的优质硅砖。过去,我国硅砖的应时残留量一般在1%以上,但现在出口硅砖的应时残留量已降至1%以下,有的甚至接近于零,达到世界先进水平。

——注意鳞石英含量和真密度。从矿物组成来看,硅砖的导热系数主要取决于鳞石英的含量。砖中鳞石英的含量从35%增加到50%,导热系数增加15% ~ 20%。鳞石英晶体具有交织的网络结构,不仅具有良好的导热性,而且具有较高的载荷软化温度、机械强度、高温下的体积稳定性等鳞石英含量,是评价硅砖质量的重要指标。一般从硅砖的真实密度可以看出硅砖质量严重。密度为2.30-2.32克/立方厘米的硅砖比强度优于密度为2.32克/立方厘米的硅砖。硅砖质量的关键指标是真密度,它直接影响焦炉的膨胀和炉体的完好率。

半硅质耐火材料是指二氧化硅含量在60%以上,氧化铝含量在15%-30%之间的硅酸铝耐火材料。在中国,高硅质粘土被普遍接受用来制砖,也使用二氧化硅和软粘土。制作过程与粘土砖相似。生产半硅砖最好以叶蜡石为原料。

焦炉砌筑大部分靠热修维持。有些人经常用高铝熟料、磷酸或磷酸二氢铝喷涂或涂抹来修复损坏的零件。而磷酸或磷酸二氢铝组合剂的强度,在800 ~ 1000的温度下,在热砖外观上形成蒸汽层时,只能使用2 ~ 3个月。日本新日铁公司接受通过火焰喷涂,二氧化硅含量为94.4%,氧化铝含量为1.2%,氧化钙含量为2.3%,K2O Na2O含量为2.1%,粒径小于0.2毫米的二氧化硅粉末的附着率可达到100%。

焦炉砌筑大部分靠热修维持。有些人经常用高铝熟料、磷酸或磷酸二氢铝喷涂或涂抹来修复损坏的零件。而磷酸或磷酸二氢铝组合剂的强度,在800 ~ 1000的温度下,在热砖外观上形成蒸汽层时,只能使用2 ~ 3个月。日本新日铁公司接受通过火焰喷涂,二氧化硅含量为94.4%,氧化铝含量为1.2%,氧化钙含量为2.3%,K2O Na2O含量为2.1%,粒径小于0.2毫米的二氧化硅粉末的附着率可达到100%。

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