不定型耐火材料的应用(yòng)

　　不定型耐火材料的应用(yòng)，几乎编辑各个领域的窑炉及热工(gōng)设备和构筑物(wù)，并获得显著的经济效果。众所周知，在各种工(gōng)业部门中(zhōng)，冶金工(gōng)业窑炉最多(duō)，使用(yòng)条件苛刻，消耗的耐火材料占其总含量的60%左右。

　　在冶金工(gōng)业中(zhōng)，熔炼炉及其附属设备消耗的耐火材料最多(duō)，其质(zhì)量要求也比较高。為(wèi)了衡量耐火材料和冶金窑炉的工(gōng)艺装(zhuāng)备和技(jì )术水平，常用(yòng)耐火材料单耗表示。其单耗系指冶金窑炉用(yòng)耐火材料的总量与钢产(chǎn)量之比值。國(guó)外耐火材料单耗每吨钢一般在20kg以下。日本吨钢消耗约為(wèi)11kg，我國(guó)则為(wèi)32kg左右。上海宝钢吨钢消耗约為(wèi)15kg，已达到了世界水平。其单耗不断降低，1995年為(wèi)每吨钢10.9kg，定型制品不断降低，而不定形耐火材料有(yǒu)所增加，到1988年定型制品和不定形耐火材料每吨钢均消耗5.9kg。到1995年不定形耐火材料消耗每吨钢為(wèi)6.4kg，而定型的為(wèi)4.5kg。这再一次说明，在钢铁工(gōng)业中(zhōng)，不定形耐火材料占有(yǒu)极其重要的地位。在國(guó)内，為(wèi)了降低耐火材料单耗，除改善装(zhuāng)备，实现大型化，提高自动化水平和连铸比，发展优质(zhì)耐火砖和改变品种结构外，应当大力推广普及不定形耐火材料，则是当務(wù)之急，而且可(kě)获得事半功倍的效果。

　　（一）炼铁系统

　　炼铁系统包括烧结、炼焦和高铝及其附属设备。带式烧结机点火炉用(yòng)耐火可(kě)塑料和粘土结合耐火浇注料现场制作(zuò)，或用(yòng)磷酸耐火浇注料预制块吊装(zhuāng)，其使用(yòng)寿命為(wèi)3~6年。当采用(yòng)線(xiàn)式点火装(zhuāng)置时，炉顶压下较多(duō)，炉膛工(gōng)作(zuò)条件变好，可(kě)用(yòng)轻质(zhì)高强耐火浇注料或耐火纤维及其制品作(zuò)衬，也获得较好效果；焦炉炉顶隔热层、覆面层和炉门等部位用(yòng)耐火浇注料浇灌，炉头损坏时，则用(yòng)喷涂料修补。另外，干熄焦设备也用(yòng)重质(zhì)或轻质(zhì)耐火浇注料；高炉是连续生产(chǎn)的炼铁设备。小(xiǎo)型高炉曾用(yòng)铝酸盐水泥和磷酸高铝质(zhì)耐火浇注料预制块吊装(zhuāng)砌筑，现在普遍用(yòng)树脂结合剂铝碳不烧砖砌筑。大型高炉水冷壁用(yòng)碳化硅浇注料导致、炉底垫层和周围砖缝则用(yòng)耐火浇注料和氮化硅质(zhì)填料，炉衬损毁时则用(yòng)耐火压入料和耐火喷涂料修补，以便延長(cháng)使用(yòng)寿命，使炉龄达到10年甚至15年。高炉出铁口一般用(yòng)散状的Al2O3-SiC-C质(zhì)炮泥堵塞，可(kě)保证铁口出铁稳定，操作(zuò)正常。高炉出铁钩原用(yòng)耐火捣打料捣制，沟料吨铁单耗约為(wèi)1.1kg。现在用(yòng)低气孔致密质(zhì)耐火浇注料浇注，一次通铁量达到10万t左右，一代沟龄累计通铁量约90万t，耐材吨铁单耗小(xiǎo)于0.38kg。同时，自流耐火浇注料和免烘烤耐火浇注料，在高炉出铁钩上也得到了应用(yòng)。

　　热风炉是炼铁高炉的关键附属设备。中(zhōng)、小(xiǎo)型高炉热风炉内衬，有(yǒu)用(yòng)耐火浇注料预制块砌筑的。热风炉燃烧器可(kě)用(yòng)耐火浇注料预制块砌筑或现场浇灌，其球顶则用(yòng)耐火浇注料浇灌工(gōng)作(zuò)衬。大型热风炉炉身靠炉壳第一层體(tǐ)积密度约為(wèi)1.3g/cm3的轻质(zhì)喷涂料，球顶则喷一层耐酸喷涂料，形成整體(tǐ)内衬，采用(yòng)刚玉质(zhì)耐火浇注料等材料，现场浇灌，获得了较好的使用(yòng)效果；鱼雷式铁水罐和混铁炉一般局部或全部使用(yòng)耐火浇注料，也可(kě)用(yòng)耐火喷涂料修补，使用(yòng)效果较好。

　　（二）炼钢系统

　　炼钢系统包括转炉、電(diàn)炉、炉外精(jīng)炼炉、钢包和中(zhōng)间包等设备。在電(diàn)炉中(zhōng)，干式振动料、预制或现浇炉盖或炉盖：三角區(qū)等部位，均获得较好使用(yòng)效果；在转炉和電(diàn)炉中(zhōng)，损毁时一般采用(yòng)耐火喷涂料进行修补，其方法有(yǒu)手工(gōng)投补，湿式、干式或火焰喷涂和溅渣护炉等。在转炉中(zhōng)，普遍采用(yòng)溅渣护炉技(jì )术，炉龄能(néng)达到一万次以上；炉外精(jīng)炼炉种类较多(duō)，RH法和DH法脱气装(zhuāng)置的插入管衬體(tǐ)，一般用(yòng)高铝质(zhì)耐火浇注料浇成整體(tǐ)，使用(yòng)寿命為(wèi)20~80次。

　　钢包和中(zhōng)间包是炼钢炉的重要附属设备，也是消耗耐火材料最多(duō)的热工(gōng)设备。过去，钢包一般用(yòng)粘土砖、高铝砖、半硅砖和蜡石砖等烧成砖砌筑，使用(yòng)寿命為(wèi)10~70次。当采用(yòng)钢包吹炼或连续铸锭时，因出港温度高和停留时间長(cháng)等原因，致使包龄急剧下降。所以，各國(guó)对包衬材质(zhì)开发十分(fēn)重视，也取得了显著进展。鞍钢转炉用(yòng)200t钢包，用(yòng)铝镁浇注料和自流料筑衬，包龄分(fēn)别為(wèi)95次和80次左右；宝钢转炉用(yòng)300t钢包，用(yòng)高纯铝镁浇注料筑衬，经过修补后包龄一般在260次左右，耐火材料单耗1.78kg以下；全國(guó)不少钢厂不大于100t的钢包，用(yòng)新(xīn)技(jì )术铝镁耐火浇注料，其包龄為(wèi)90次左右，浇钢成本每吨钢為(wèi)5.50~7.50元。中(zhōng)间包包衬用(yòng)绝热板或镁质(zhì)类涂料、挡渣堰用(yòng)莫来石质(zhì)、铝镁质(zhì)和镁质(zhì)耐火浇注料制作(zuò)，可(kě)满足连续铸钢的技(jì )术要求。

　　炉外精(jīng)炼用(yòng)整體(tǐ)喷枪，用(yòng)于钢包吹氩或钢包喷粉等。其渣線(xiàn)以上部位用(yòng)高铝质(zhì)耐火浇注料，渣線(xiàn)至喷嘴部位用(yòng)低水泥刚玉质(zhì)耐火浇注料，振动成型為(wèi)整體(tǐ)包裹衬。上海宝钢用(yòng)该枪吹氩，每炉吹氩时间為(wèi)3~5min，每根喷枪寿命约為(wèi)50炉，即為(wèi)150~250min；首钢用(yòng)于喷粉，其寿命為(wèi)30~55min。

　　（三）轧钢系统

　　轧钢系统工(gōng)业炉种类多(duō)、数量大，使用(yòng)温度一般在1400℃以下，均為(wèi)火焰炉。该系统窑炉均可(kě)用(yòng)不定形耐火材料作(zuò)内衬，并取得良好的经济效果。轧钢加热炉用(yòng)耐火可(kě)塑料作(zuò)内衬，使用(yòng)寿命很(hěn)長(cháng)，如武钢大型步进梁式加热炉已用(yòng)25年多(duō)，现仍在使用(yòng)中(zhōng)。用(yòng)粘土结合耐火浇注料整體(tǐ)浇灌炉衬，使用(yòng)寿命一般為(wèi)4~10年。对于蓄热式加热炉来说，应选用(yòng)微膨胀耐火浇注料作(zuò)炉衬，现已使用(yòng)2年多(duō)，完好无损。锻钢加热炉一般為(wèi)间歇操作(zuò)、炉温变动大和有(yǒu)振动等，用(yòng)砖砌衬，使用(yòng)2~5个月，用(yòng)粘上结合耐火浇注料的能(néng)用(yòng)2年以上。

　　众所周知，轧钢加热炉的使用(yòng)温度<1400℃并间歇操作(zuò)，國(guó)内外生产(chǎn)实践证明，其炉衬材料应选用(yòng)Al2O3≤65%、烘干和1400℃烧后耐压强度分(fēn)别為(wèi)20~25Mpa和不小(xiǎo)于60Mpa，即可(kě)达到長(cháng)寿的目的。因為(wèi)，铝含量高和强度大的耐火浇注料，其抗热震性差，使用(yòng)时易剥落和开裂，影响其寿命。

　　（四）建材系统

　　建材系统包括水泥、玻璃和陶瓷等工(gōng)业部门。水泥窑衬用(yòng)磷酸高铝质(zhì)或镁质(zhì)和镁铬质(zhì)不烧砖，使用(yòng)寿命6~18个月，局部也用(yòng)不定形耐火材料。冀东和柳州等大型水泥厂回转窑，耐火浇注料使用(yòng)量為(wèi)19%~35%，其主要品种為(wèi)低水泥耐火浇注料、铝酸盐水泥耐火浇注料、碳化硅质(zhì)耐火浇注料和隔热浇注料等；在玻璃行业中(zhōng)，浮法玻璃生产(chǎn)線(xiàn)上的锡槽，是用(yòng)耐火浇注料制作(zuò)的。另外，玻璃池窑损毁时，则用(yòng)硅质(zhì)修补料进行补修。新(xīn)建池窑保温时，一般用(yòng)硅质(zhì)隔热浇注料；陶瓷行业用(yòng)窑，有(yǒu)时用(yòng)碳化硅质(zhì)耐火浇注料和轻质(zhì)耐火浇注料。

　　（五）其他(tā)工(gōng)业系统

　　在石化工(gōng)业中(zhōng)，管式加热炉用(yòng)體(tǐ)积密度為(wèi)0.5~1.0g/cm3的轻质(zhì)耐火浇注料，用(yòng)手工(gōng)涂抹或喷涂等方法施工(gōng)，使用(yòng)寿命5年左右。采用(yòng)耐火材料喷涂料筑衬，也获得了较好的使用(yòng)效果。铂重整装(zhuāng)置和乙烯装(zhuāng)置等，也大量应用(yòng)不定形耐火材料。特别是耐磨耐火浇注料在铂重整装(zhuāng)置中(zhōng)得到了应用(yòng)，可(kě)取消耐热钢龟甲网系统，其寿命也有(yǒu)所提高。各种转化炉内衬，使用(yòng)温度為(wèi)600~1500℃，一般用(yòng)铝酸盐水泥耐火浇注料、低水泥耐火浇注料和刚玉浇注料等，使用(yòng)寿命3~6年；在有(yǒu)色冶金工(gōng)业中(zhōng)，铅锌密闭鼓风炉、闪速炉、電(diàn)解槽和轧制加热炉等热工(gōng)设备，其局部用(yòng)不定形耐火衬料。最近，铝電(diàn)解槽上广泛采用(yòng)防渗透耐火浇注料，取得了满意的使用(yòng)效果；在蒸汽锅炉的内衬上，使用(yòng)不定形耐火材料最早，也最普遍。一般用(yòng)铝酸盐水泥重质(zhì)或轻质(zhì)耐火浇注料，使用(yòng)寿命10年左右。流化床发電(diàn)锅炉用(yòng)高铝质(zhì)、刚玉质(zhì)和SiC质(zhì)耐火浇注料和耐火可(kě)塑料，其强度高、耐磨性好，满足了设计和使用(yòng)要求。另外，在机械、耐火和垃圾焚烧等行业中(zhōng)，也使用(yòng)不定形耐火材料，并取得良好的效果。