研究熱風(fēng)爐用耐火材料砌體的破損機(jī)理，對(duì)正確選擇熱風(fēng)爐各部位的耐火材料十分重要。下面河南耐火材料廠介紹下熱風(fēng)爐用耐火材料的工作條件及破損機(jī)理。

在熱風(fēng)爐中，燃料燃燒產(chǎn)生的高溫火焰和燃燒產(chǎn)物，直接沖刷爐墻、拱頂?shù)哪突鹉突鸫u，煤氣中的灰塵與耐火材料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，格子磚和爐墻受載荷的長期作用而變形等，引起耐火磚的破損。

耐火磚受高溫作用，內(nèi)表面溫度高，外表面溫度低，內(nèi)部膨脹大、外部膨脹小，因此耐火磚內(nèi)部受壓應(yīng)力，而外部受拉應(yīng)力。這樣，荷重及膨脹應(yīng)力就集中在耐火磚的內(nèi)表面，磚的內(nèi)表面被局部壓壞，造成磚表面熱剝落以及磚縫開裂，使磚拱或拱頂砌磚下沉。燃燒產(chǎn)物中的灰塵與磚起化學(xué)反應(yīng)，形成的低熔點(diǎn)化合物在高溫下熔融，這是使拱頂砌磚剝落的另一個(gè)原因。在大型熱風(fēng)爐上，這種剝落現(xiàn)象比較嚴(yán)重，特別是在操作不當(dāng)導(dǎo)致溫度過高時(shí)，熱剝落更嚴(yán)重。

在格子磚或爐墻耐火磚的下部水平面上，耐火磚受很大的自身壓縮載荷，加上反復(fù)波動(dòng)的附加溫度應(yīng)力的作用，耐火磚產(chǎn)生裂紋和變形。

近年來，由于煤氣清洗設(shè)備的改進(jìn)，煤氣含塵量雖然減少了很多，但仍有灰塵，灰塵中的Fe2O3、CaO、MgO等堿性物質(zhì)與格子磚反應(yīng)。反應(yīng)物質(zhì)由格子磚表面逐漸向內(nèi)部擴(kuò)散，使耐火度、熱強(qiáng)度降低，產(chǎn)生變形或相互熔結(jié)。

我國也早就對(duì)熱風(fēng)爐耐火磚在使用中的礦相組成的變化進(jìn)行了研究。

煤氣灰塵中的侵蝕物質(zhì)通過在格子磚中形成的液相侵入磚體內(nèi)。使耐火磚的燒結(jié)顆粒逐漸熔融，液相逐漸增多。最后在熱交換面上產(chǎn)生一層低熔點(diǎn)，低粘度的熔體，冷卻后形成玻璃體。

在侵蝕物質(zhì)中，堿金屬特別是K2O的侵蝕能力最強(qiáng)。

耐火磚中反應(yīng)帶的物相生成順序，同樣也受到物理化學(xué)規(guī)律的支配。粘土磚由于其表面反應(yīng)層形成了玻璃質(zhì)的保護(hù)膜，內(nèi)部侵蝕減少，而高鋁磚和硅磚由于產(chǎn)生的低熔點(diǎn)生成物被其內(nèi)部吸收，內(nèi)部的變質(zhì)層有增高的傾向。

過去認(rèn)為熱風(fēng)爐拱頂變形，格子磚下陷等故障是由于耐火材料的耐火度不夠高所致。近年來，盡管高爐煤氣質(zhì)量提高，燃燒裝置趨于完善，操作的自動(dòng)化水平提高，但熱風(fēng)爐仍出現(xiàn)拱頂下沉，格子磚下陷等一系列破損事故。深入研究的結(jié)果，探明了導(dǎo)致這種事故的原因是耐火磚在使用溫度的長期載荷作用下產(chǎn)生變形收縮，即蠕變變形損壞，而煤氣含塵的化學(xué)作用，煤氣在蓄熱室內(nèi)繼續(xù)燃燒及格子磚過熱等破壞作用已經(jīng)下降到次要地位。

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