995年第期国外耐火材料9表试样号号M四徽粉一)M四微粉一含5一C中颖较M四熟化试验后的线变化率率于5℃的高压蒸锅中进行)一盛铜捅底部试验用耐火材料的熟化试脸结果一一3一3}一5一一3一一9一3++++5++++++评价15℃的高压燕锅中进行的熟化试验结010果使用微粉的原料A易引起热化反应含有微量5的B与使用中颗粒的C不易发生熟化另外因为含有微粉原料还具有残余膨胀性能所以选择了B一6材原料的试祥于试验的结果表明铝镁系材质的使用效果最好达到了smm/次以下的目标另外高强度型的铝镁石墨系砖效果也良好现在两者都在实际中使用4料实际使用结果由于建立了上述不定形耐火材料的配套系统以及33迎钢部用不定形衬火材杆迎钢部位需要具有耐钢水冲刷性以及防止加热冷却时的膨胀收缩等所引起的裂纹剥落和炉渣渗透引起的结构剥落等至今使用各种材质在实炉上进行盆新砌衬劝了对不定形材质的改进使图5所示的操作方式成为可能而且正在扩大使用范围力求在5个钢包上使用钢包的使用寿命一般侧壁约延长10%迎钢部位及风口约延长70%底部约延长3~4倍5q次总结随着不定形耐火材料在钢包内衬上的应用又相应换包衬医软侧姗底那日衬垫预制块!宝经于图~5己场下矿当地配备了微波干燥装置耐火材料厚度诊断装置及喷补装置使用微波干燥装置后使今后使用更加致密的不定形耐火材料成为可能并可望进一步提高不定形耐火材料的耐用性另外通过测量耐火材料的厚度可定量地掌握局部损毁部位并通过有效的喷补在确保安全性的同时达到延长使用寿命的目的(刘素健译自《耐火物》1994冲s416~417;秦大分钢铁厂栩包内衬福平校)附火材料的修补简图超高温隧道窑用耐火材料的标准和使用摘要本文叙述了用于耐火材料制品烧成的高温隧道窑的设计特点特别注愈到窑内能承受170。℃以上的高温的部位窑墙窑顶以及窑车耐火材料的选择受这种特殊窑的设计的影响本文集中叙述了烧成温度>1800℃时烧成优质耐火材料和碱性耐火材料使用的一些标准熔融浇注耐火材料使用在隧道窑的关键部位是合理的高级耐火材料的正确选择以及合理砌筑改善了隧道窑的操作延长设备寿命并可提高制品质量1前言已不能适应当今的高新技术即它们太不灵活:隧道窑被用来大量生产耐火材料制品大多数隧道窑大约是在25年或30年前建成的5om或更长每条窑的生每条窑大约长度在1a产能力约为20000~50000t/这些老式隧道窑满足不了当今如下的要求;①烧成温度和操作方法灵活的变化②窑;;的操作完全自动化③快速升温和降温④周;;末停窑⑤出窑时间短⑥窑的所有有关参数国稳定外耐火材料1995年第期⑦极少的故障;和次品⑧产品质量得到不断的改进⑨窑的;操作最节省费用(节约燃料)L有效的保护环例如整个窑断面温差小;;境必须按上述这些要求建新窑对于耐火材料制品的烧成来说隧道窑始终是最经因此济的而且在将来也不会改变隧道窑将是用短窑然而未来的而对于只有单一品种且烧成温度范围窄的耐火材料制品可专门设计50m长的短隧道窑这种最佳的装置技术将允许制品从入窑到出窑经20~30小时快速烧成而完成循环周期这取决于制品的尺寸和烧图170℃镁铬砖在压力下的蠕变在1成所用的原料的尺寸几条隧道窑互相平行操作将具有必需的灵活性才能满足以上的要}求窑1-}根据现代化的技术发展水平设计的隧道显而易见窑衬和窑车应使用各种高级耐{(卜侧侧全,习扫洲{扩州{{J二当一火材料几隧道窑的设计本文集中论述高温隧道窑(>1700℃)而主要的观点是在该温度下窑内衬的砌砖烧成带的内衬一方面应该有高的蓄热能力并有良泣马霹暴卑避巨上盆上妇翌比匕比址址洲一一`州曰图2耐火材料的拱好的抗结合剂和蒸汽等的侵蚀的能力另一方面应该具有极好的抗热震性而且要经得起周末或假日期间停烧或各种温度的变化次要的部位象冷却带和预热带使用纤维毡或纤维板就可以了特别要注意砖的荷重软化点和抗蠕变性会沉正常的试验室试验42小时后就停止了而在隧道窑中砖受压却是长时间的图1示出在1700℃试验时铬镁砖的典型形变过图谕夏…氯3:渐粉呱泌燮酝拓酬目偏当今窑的设计碰到这样的问题应该有所准侧琦的固定系统4例如侧墙应有足够的力来承受拱顶的推“而吊顶在膨胀的墙之间以任意方向作滑动(图2)窑周围的钢结构应能通过适当的装置来承受这些力象拉紧装置等等然而在备力成周期和最佳的安装结构图(略)”此外象普通的拱顶窑一样现代吊顶窑的保温也是必要的这样可以控制热损失以任何情况下动(图侧墙都应该稳固以避免任何移适应制品的要求例如镁铬制品在冷却时要3)事实上平顶隧道窑是适应性强的高温隧道窑并体现最新的现代技术它具有快速烧求温差小所以除其它措施外还要求窑有很好的保温性能其它的耐火制品象高铝砖可以快速冷却年第期4国外耐火材料因此循环周期和窑长均可缩短保温层可尽量试验减少(图5图6)为了获得荷重软化点的数据不得不采取内插法求取砖在高温下的导热性或线膨胀实际上这是非常不可靠的方法(图7)这里窑的制造者仅能依靠他的经验即使一种或其它种耐火材料有相同的技术数据这也不意味着它们有相同的物理性能幸亏当今趋向是在高温下进行试验耐蠕变性和荷重软化点实验为高效率的试验工作提供了可能隧道窑在烧成碱性制品时应该使用碱性耐火材料内衬实践证明约为60%(重量),图5快速冷却带的横断面MgO的直接结合镁铬砖在1870℃温度下使用没有任何间题最近开发的尖晶石结合的镁循环周期图6有无快速冷却系统的隧道富沮度曲线铬砖是砌窑的最好选择为了在上述的高温下使用窑衬由于内衬的磨蚀砖的最小厚度应为35Omm左右而且砌体的砖缝数量要最少高温烧成隧道窑上灰缝是最关键的问题为了达到烧成效果灰缝的绕结温度始终要低于砖的烧成温度如20层或更多层每层灰缝增加Zmm总的灰缝厚度就达到40~50mm(图8一略)这些灰缝在高温负荷下收缩例,,3窑衬用耐火材料高温隧道窑烧成带耐火材料和隔热材料的:正确选择取决于诸多因素例如①烧成的;;;制品②最高的操作温度③燃料的种类④;要求的窑气氛(氧化/还原)温度梯度⑤材料在高温下的物理化学性能当然最关键的间题是所用耐火材料的价侧墙如果固定得不稳固就会朝着炉内的方向倾斜而且还有上面提到的砖本身的抗蠕变的问题工业生产的所有砖的尺寸都有误差所以砖必须经过检验或均衡的磨光这就增加了每吨砖的价格例如可以根据一种折衷的如,建坐欲当—格理想的窑不仅应该造价低而且还要有合理的成本受益率…门//1一一「匕子{坛{才虽然1600℃窑使用”%质量的熔融刚玉和电熔莫来石砖是适合的但用这种砖砌的窑烧成制品的费用太高实际上在窑的端部使用厂/Z:了AI0:75%左右的砖砌内衬效果也一样好费用仅是上述砖的三分之二然而隧道窑中所用的全部耐火材料它50或的应用达到了最大极限因此根据1ASTM试验标准150。℃左右停止了所有有关苏薪毒云挤募}笋刁犷绘多二子才《了亡日又l,/翼产了嵘嵘l,2乒污乡奋尸`了声;,图7耐火材料的热膨胀Ke硅刚玉w国外耐火材料这样能使墙的结构8稳定年第期方法按着窑外侧表面的允许温度(大约0℃进行保温(图润晰川料而且变形减到最忿一一「门o坦瞬明侧p一一一一一洲尹一尽长那之主一「犷一渔l二应认装鉴月图9小而在吊顶上适用高得多的温度梯度这里吊挂在钢结构上的每一组吊块因其自身重力向下如果使之处于高温下就会向下产生c膨胀或变形温差大约在1sk/m才能使平顶稳定(图10)在1900℃以上烧成温度下要求特殊的技术一般的具有如此高的烧成温度的耐火材料制品由于体积小装不满隧道窑所以在间歇窑烧成但是各公司仍是用这样的极限温度在隧道窑中烧成然而超高温隧道窑内衬很少采用氧化错和纯MgO耐火材料制品而采用的是a或a/月熔融刚玉浇注耐火材料(图11一略)(表l)烧成带的传热计算表1主要的技术性能质量%980为了节能和减少窑的热损失应该使用体积密度低而常温耐压强度高的高质量的保温材料这种保温材料必须按照ASTM和ASTM的标准使用这里窑的设计者仍缺少有关保温化学组成AIO502.Z。510F250007Ti0N痕量0材料及其性能同时间和温度方面的有关数据实际上同一类别的不同试样做试验可看出惊人的差异例如在1500℃连续热处理30天后可能出现20%的收缩但也可能出现5%的膨O90矿物组成质量%刚玉,民刚玉胀玻璃相密度/em为了延长耐火材料衬里的使用寿命应该根据铬镁砖温差要小的原则选择外面的保温材,显密度g/mc单块砖每批货平均开口气孔率%比热8203.<.l7gk/JkK热膨胀系数K188X10常温耐压强度荷重软化点℃N/mm2501900在145。℃时的热析无士4士3尺寸准确度mm…}{}}l!尸刚下二J1万}{的热传导的计算浇注块预组装的尺寸范围长1200一100500一100400/75宽厚图10通过吊顶(烧成带)1995年第期国外耐火材料来大砖在1℃下浇注熔融然后冷却下有时需时几周由于卜刚玉的稳定性使之具有高温线性膨胀和良好的热传导性,以及高的抗腐蚀性能从而使这种熔融浇注耐火材料成为高温隧道窑的理想内衬材料为了获得确切的尺寸要用砂轮切割这些砖块切割砖块要确切到这样的程度即在不使用灰泥情况下就能严密合缝由于这些砖块的制造费用相当昂贵而且工艺也很复杂所以每吨售价1500。美元以上是可以理解的然而近年来窑的建造者们在窑的各特选段例如窑的高温部位的密封或燃烧窑和燃烧器砌砖采用了熔融材料从其耗损的迹象来看采用这种熔融耐火材料是势在必行的实际上不能忽视1800℃的烧成温度和使用预热的燃烧空气可使火焰温度达到2100℃,在与周围的碱性砖或窑气氛接触时的高温稳定性和中性的化学性能使熔融烧注耐火材料成为理想的窑结构材料要是价格不那么高的话(谭立华译自(Intereeram》1994塑4231,~235;莫自鸣校),耐火陶瓷材料的高温蠕变—,动力学及试验条件的影响所谓蠕变可理解为固体材料在整体性未破坏情况下发生的非可逆变形过程这些过程是在低于屈服点的长时间应力作用下发生和以相当小的速度进行的这些过程的进行决定于晶格缺陷的迁移目前我们掌握的陶瓷材料的蠕变资料多半一1时变形速度100一l/h范围内测定试样的弯曲(灵敏度.002拜m)在试验期间及时自动记录了试样在固定的温度和负荷下的弯曲根据获得的蠕变曲线测定了变形速度然后对该物料又确定了它与温度和负荷的关系改变试样结构显示出结构的各个特性的作用;一’,是定性资料而且这时碰到的情况同金属中发生的过程是相同的在已公布的资料中讨论了由晶胞构造决定的陶瓷材料的蠕变特点而陶瓷材料晶胞构造又由晶格晶胞间的化学键的形式所决定也就是说离子共价键的值大且具方向性以及由2个以上不同尺寸和电荷的离子亚晶格构成的晶胞构造复杂决定晶格晶胞的迁移率小必须特别指出的是构造几何学和变位滑移路线及由其构成的晶界滑移路线几何学的复杂性作者不求全部掌握杂志上发表的所有资料主要根据自己的(与同事一起)研究成果来阐述试验研究是在4点弯曲下进行的所用设a备可以在温度200。℃以下和负荷50MP以下确定这种关系是研究的主要课题在结构性质问题方面的试验是用专门制造的一系列标准试样进行的1变形的动力学固定的温度和负荷下的典型蠕变曲线示于图1在瞬间变形后(线段。~1)变形值突然增长而后变形速度减慢(1一2)这个开始阶段叫作不稳定的(过渡的)蠕变然后变形速度接近稳定并开始第二阶段稳定的(固2~3)定的)蠕变阶段(在达到很大变形后变形速度会再次增加进入快速蠕变的第三3~4)阶段这个阶段以试样破坏而结束(蠕变曲线的形式与温度和作用到试样上的负荷大小有关当温度升高时变形开始加快稳定阶段的时间缩短相应曲线形状产生变——