窯線正直與否也直接影響到內襯材料的壽命，由於迴轉窯的長度超過100m，所以窯線不正時，窯體所受的機械扭矩較大，嚴重時引起筒體變形甚至開裂，從而使內襯失去附著而坍塌，所以在內襯砌築後，必須用較先進的手段找正窯線，並維修好其他機械部分，使窯綜合維修保養後，再啟動運轉，這樣就可以減少頻繁停窯對內襯抗熱震性的影響。
3 實施效果
1998～2023年，中鋁山西分公司6座迴轉窯各工作帶相繼試用上述4種新型耐火材料，並根據實際情況，適當調整了各工作帶的長度和內襯位置，砌築時嚴格遵守施工規程，並配以本廠研製的具有微膨脹性的高強度特種耐火泥，堅持綜合維修，還改進操作工藝，加強考核，使熟料窯的運轉率大為提高，各段內襯壽命基本匹配，使用週期比以前粘土磚延長了1.5～1.8倍，收到了良好的效果。
王春：男,2023年生，工程師。編輯：李光輝
耐火材料使用中的保護措施
□ 徐平坤
廣州耐火材料廠廣州510290
耐火材料的使用效果主要取決於耐火材料的質量和使用條件。多年來，耐火材料工作者一直致力於提高產品質量，基本上從兩個方面著手:(1)改進耐火材料配方，從化學礦物組成的角度上發明或發現新的耐火材料;(2)加強工藝管理，提高製品的物理和使用效能。
通過工藝因素提高製品的密度、抗侵蝕性及熱震穩定性能，成效有限。可以說，大幅度提高耐火材料使用壽命比較困難。
但是，從改善使用條件，加強耐火材料保護這個方向來提高耐火材料使用壽命，卻收到了顯著的效果，例如氧氣轉爐內襯壽命，只靠高質量的耐火材料，一般壽命在幾百爐，多者千餘爐，可是有了噴補和濺渣護爐相配合，使爐襯壽命提高了幾十倍。美國l tv公司的兩轉爐於2023年就有97%的爐襯壽命達到2萬爐。上海寶鋼的轉爐爐襯壽命也達到1.
5萬～1.8萬爐。目前，國內採用濺渣護爐技術的轉爐壽命最高達到3萬爐以上。
因此，耐火材料工作者應該與使用者密切配合，加強使用中耐火材料的保護。
1 水冷和水冷護板
不同的冷卻制度對內襯損毀產生的影響不同。冷卻制度可分為結渣層冷卻和梯度冷卻。結渣層冷卻使耐火內襯工作表面的溫度降低。
耐火材料與侵蝕物的相互作用，相當於固體狀態與液體狀態產物的平衡，即造成結渣層的條件。由於內襯表面變冷，不僅熔渣和金屬熔體形成結渣層，耐火材料本身的易熔成分也向表面遷移。金屬氧化物熔體粘度為0.
5～1pas時，失去流動性。根據化學反應型別、熔體成分和氣體介質性質，一般在1250～1550℃的範圍內有這樣的粘度值。因而結渣層冷卻的工作表面應該降到指定的溫度範圍以下。
確定工作表面溫度的另一出發點是使表面溫度低於化學反應開始溫度。
結渣層冷卻系統，一般用板式、箱式冷卻裝置，或管型護渣板，在它們的表面和空格裡填滿耐火材料薄層。採用汽化或直接用水的冷卻系統，對於電弧爐，不僅使渣層厚度增加，而且渣中feo與c反應生成co氣體慢慢從渣中逸出，使渣保持泡沫狀態，從而減少弧光對內襯的熔損，降低耐火材料消耗。
電爐冷卻壁板，同時又是爐牆，效果明顯。高功率電爐(500～600kwt-1)結渣層冷卻爐牆壽命可以達到400爐以上。由於使用期限延長和停工檢修時間縮短，爐子生產率提高3%～5%。
附加在冷卻系統的電能消耗：噸鋼增加5%～10%，但耐火材料消耗降低50
%～90%。
梯度冷卻是耐火材料表面溫度仍舊等於爐子空間溫度,
而「冷」面的溫度降低，以致使內襯按厚度的溫度梯度增大。
內襯溫度梯度大的某深度的溫度(決定於耐火材料化學侵蝕
全過程的溫度)比溫度梯度小的同樣深度的溫度要低些，這
樣隨溫度梯度增大，而造成損毀的熔融物滲入深度減小。要
用各種方法解決梯度冷卻的結構。從耐火材料消耗的觀點
看，梯度冷卻比結渣層方法要低，但冷卻的能量消耗量要高
些。從冷卻梯度的觀點，爐窯內襯實行兩層：即緻密層和隔
熱層。緻密層接近熱空間，隔熱層放在外面。在這種場合,
兩層的溫度梯度不同：緻密層梯度不大，而隔熱層梯度較大。
由於緻密層梯度減小，伴隨這個層的損毀加劇，因此認為實
行兩層形式的內襯，可能不合理。由「熱」邊向「冷」邊連續提
高氣孔率的內襯應該更合理。用搗打和澆注的方法容易實
現這樣的內襯。
武鋼大型高爐(2516m3)採用全炭磚水冷薄爐底，爐底
厚度減半，施工機械化程度高(達90%以上)，修築工期縮短
2/3，壽命長達14年，節約高鋁磚近400m3，證實了一位專家
的名言「最耐用、最便宜的爐底耐火材料是碳和水」。
2 耐火材料損毀部位的修補
眾所周知，為了提高氧氣轉爐內襯的使用壽命，採取了
2003/3 耐火材料/naih uo cai liao185
1994-2006 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 許多措施。
如根據各部位損毀特點,採用不同的耐火材料,以達到均衡蝕損,可是效果並不理想,採用噴補方法可以使內襯壽命成倍增長,同時降低耐火材料消耗。特別是火焰噴補,耐火材料細粉在火焰高溫作用下被熔化在爐襯表面上,相當於熔融耐火材料,既抗侵蝕又耐磨。
3 降低侵蝕物的侵蝕性,同時利用侵蝕物保護耐火材料這是保護耐火材料比較新的方向,已經取得明顯成效。渣是耐火材料使用過程中的主要侵蝕因素。渣與耐火材料接觸的時間越長,侵蝕越嚴重。
鋼包內襯的損毀與渣層厚度有直接關係。用放渣法使鋼包中渣量減少,可使包襯壽命成倍提高。用各種填料(次石墨、燒結的多孔粘土、蛭石等材料)覆蓋渣層也可以使渣的侵蝕性減小。
在這種場合,渣不是首先與耐火材料內襯起反應,而是與填料材料反應,填料為中和劑。
渣與耐火材料相互作用的動力學階段,侵蝕性減小的理論前提是渣中形成矽、鋁、鐵等絡合物狀,用陽離子減少渣成分中的游離o2-份額。在這種場合形成複雜的陰離子al x o y2-、si x o y2-、fe x o y2-約束游離氧,減小渣的侵蝕性,發生渣熔體中和。
如氧化鋁熔體中有鐵橄欖石成分,alo33-數量明顯增加,而游離氧的份額減少。
中和劑的另一作用是對侵蝕物粘度的影響,例如氧化鈣-矽酸鹽渣中,引入cao的量》30%,或mgo20%,或cr2o37%,能使渣的粘度提高到1pas。使溶解的耐火材料減少。於是,氧化鈣-矽酸鹽渣溶解粘土質耐火材料,原渣的為2.
6mgcm-2s-1,加入20%中和劑,1600℃時為0.2 mgcm-2s-1。
含碳耐火材料與侵蝕物的相互作用和氧化物耐火材料有本質上的區別。例如:焦油鎂白雲石製品在氧氣轉爐中的損毀,耐火材料與侵蝕物相互作用分兩個階段進行:
首先從熔渣、金屬熔體出來的氧和吹氧直接出來的游離氧滲透到耐火材料中,耐火材料表面層的碳被燒盡,並形成脫碳帶。脫碳帶被渣浸透,渣進行侵蝕(溶解)白雲石和鎂砂的過程,侵蝕層被鋼液沖刷,然而相互作用產物在內襯的某些區域仍以薄層形式存在,阻擋新鮮渣的相互作用。在脫碳帶的邊界上,耐火材料的碳和氧化物及渣的部分氧化物之間同時進行還原反應,最終形成氣體。
這些氣體阻撓渣的氧化物熔體滲透到耐火材料中,並擴散到更高強度的熱層中,金屬和sio 蒸氣與氧反應生成的氧化物,由脫碳層邊界向熱層方向移動形成緻密的方鎂石帶。在這個帶中,出現方鎂石顆粒長大,相鄰顆粒之間形成小橋結構,方鎂石、方鈣石沿氣孔邊界結晶。這種緻密帶結構是氧化物氣相結晶化特有的。
緻密帶防止碳化、氧化,促使焦油結合耐火材料穩定性提高。可是僅是在渣中游離氧有一定含量時,形成緻密帶取決於渣成分,例如氧氣轉爐渣中游離氧的摩爾分數約為0.8時,焦油結合的材料形成緻密的氧化物帶。
由於形成緻密的方鎂石帶,促使在轉爐渣中噴吹高分散的方鎂石。在這種場合,由於發生mgo+c→mg+co反應,mg蒸氣沒有留在渣中,而凝結在內襯上,部分原子氧替代吹入的分子氧參與鎂氧化。由於內襯上凝結mgo,抗侵蝕性提高,損毀層得到增補。
早在20世紀60年代,鬱國城就曾提出過用白雲石造渣,調整爐渣組成,減少爐渣對內襯的侵蝕。美國發明的濺渣護爐技術,就是基於這個原理,吹入合適的方鎂石,使渣均勻地噴濺到爐膛內襯上,平衡熔蝕速率,大幅度提高了內襯使用壽命。
4 規定使用溫度和氣體制度的耐火材料內襯損毀定額眾所周知,提高出鋼溫度,使熔渣粘度降低,加速了耐火材料的侵蝕;保持爐內溫度、壓力、氣氛穩定,使爐襯蝕損速度穩定;採用精確的雷射測厚技術,使內襯噴補時間及噴補區域得到準確控制。
煉鋼生產的供氧和溫度制度,其最佳值帶有折中性,既取決於經濟計算,又要保護耐火材料。可以採取各種方法保持溫度不變,例如鋼包、轉爐等迴圈作業的熱工裝置,在裝滿前要蓋好,如果時間更長,用燃燒器加熱使內襯溫度保持不變。使耐火材料內襯的損毀速度在人為控制之下,以便採用合理的補救措施,提高使用壽命。
5 優化耐火材料內襯結構
合理的結構會提高耐火材料內襯的熱震穩定性。一般所說的熱震穩定性是指單個製品,往往並不能保證砌體的熱震穩定性。保護耐火材料砌體,是用各種辦法防止由於機械應力造成的破壞。
當一面熱流不變時,按牆壁厚度的線條狀溫度梯度,減小內襯的拉長熱應力有效。通過造成可變氣孔率結構的辦法來實現線條狀溫度梯度。
還靠熱流方向耐火材料內襯厚度的精減來減小熱應力。可是內襯厚度的變化並不能始終保證應力減小,此外還靠熱損失增大。如果沒有渣作用,比較合理的是用一種材料
,按厚度選擇合適的外形,由幾層構成耐火材料牆壁結構。
可以借助選擇材料和磚縫厚度,做到實質性減小砌體應
力,可能提高耐火材料的使用壽命。不僅在於改善砌體結
構,而且還有單個製品形狀和尺寸的合理化。例如使用鎂質
製品,當一面的溫度不變,而對面明顯變化時,在製品的熱麵
鋸開10mm深,在使用條件下剝落減少。從應力分布均勻
性的觀點,六面形狀的製品比四面的可取。
在提高耐火材料質量的基礎上,要想大幅度地提高耐火
材料內襯的使用壽命,必須研究使用條件,根據具體情況,採
用合理的保護耐火材料措施。
徐平坤:男,2023年生,高階工程師。
編輯:郝旭公升186
naih uo cai liao/耐火材料 2003/3
1994-2006 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved.
科學提高耐火材料使用壽命 雙陽
科學延長迴轉窯耐火磚使用壽命，實現裝置 一年一大修 提高耐火材料使用壽命措施 為提高耐火材料使用壽命，降低耐火材料消耗，雙陽公司具體措施如下 1 強化耐火材料質量管理 嚴把耐火材料進廠質量關。進廠耐火材料需及時進行質量檢驗，對相關技術引數進行確認，如果公司現有檢測裝置 設施不全，需委託權威機構進行檢...
耐火材料的生產工藝
2010級化學班孟享潔 2010061415 耐火材料的製備 耐火材料是一種耐火度不低於1580 有較好的抗熱衝擊和化學侵蝕的能力 導熱係數低和膨脹係數低的無機非金屬材料。其主要是以鋁礬土 矽石 菱鎂礦 白雲石等天然礦石為原料經加工後製造而成的。其應用是用作高溫窯 爐等熱工裝置的結構材料，以及工業用...
水泥迴轉窯用耐火材料使用章程
後英集團路航程 後英集團銷售部2010年12月 1一 水泥迴轉窯窯襯的施工 1.1水泥迴轉窯窯襯的施工必須由專門的砌築隊伍進行，應簽定工序交接證明書後，方可對窯襯進行施工，施工完成後，經檢查合格方可使用。為確保窯襯工種的質量，應在相應裝置的基礎工程及對窯襯有影響的裝置或 裝置的主體結構安裝完成且經檢...