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        沖天爐的構造、工作環境應該用哪些耐火材料

        时间:2018-01-12     作者:凱瑞得窯爐【原创】   阅读

        耐火材料耐火磚.jpg

               沖天爐是用以熔化鑄造鐵水且連續生產的爐子。一般用焦炭作為燃料,鐵水與燃燒的焦炭直接接觸,因而熱效率高,—般達40%~50%。近年來也有用重油、煤氣和煤粉作為燃料的。

          沖天爐每小時能夠熔化的鐵水量稱之為熔化率。沖天爐的主要尺寸爐膛直徑就是根據熔化率來確定的,一般每平方米爐膛截面的熔化率為7~9t/h。

        焦比也稱焦鐵比,即1kg焦炭與其熔化的鐵水重量之比,它是衡量沖天爐生產的重要技術經濟指標。目前生產中的焦比隨要求的鐵水溫度的高低大約為1:8?1:16。除鐵水溫度外,影響焦比因素的還有排出煙氣的溫度及其CO的含量、燃燒用風的溫度和風口出風速度等。

          供風量一般是按單位爐膛截面積每分鐘送入的風量來表示,它隨著熔化率和焦比而變化,焦炭耗量越多供風量亦越大。在焦比一定的情況下,增加風量時熔化速度加快,在最佳風量下鐵水溫度最高,低于或高于最佳風量時,鐵水溫度都要降低。

          沖天爐按照爐膛形式分類有:直爐膛沖天爐、曲線爐膛沖天爐;

          按照風口形式分類有:多排小風口的沖大爐、多排交叉風口沖天爐、大間距小風口沖天爐;

          按照燃料種類分類有:焦炭、煤粉、燃油和天然氣沖天爐。

            沖天爐的基本構造是由爐膛、煙囪、前爐三大部分組成。第一供風口以上到加料口下沿為爐子的有效高度,有效高度一般為爐膛直徑的4~7倍,直徑小時取上限,大時取下限。在有限高度內,下部裝入底焦層,底焦以上到加料口下沿為料柱層,即爐料的預熱段。預熱段與底焦層交界處為熔化帶位置,鐵料在此處熔化。熔化帶有一下落范圍,確定層焦厚度時往往以此定為160~180mm。

        一、沖天爐的構造

            沖天爐的基本構造是由爐膛、煙囪、前爐三大部分組成。第一供風口以上到加料口下沿為爐子的有效高度,有效高度一般為爐膛直徑的4~7倍,直徑小時取上限,大時取下限。在有限高度內,下部裝入底焦層,底焦以上到加料口下沿為料柱層,即爐料的預熱段。預熱段與底焦層交界處為熔化帶位置,鐵料在此處熔化。熔化帶有一下落范圍,確定層焦厚度時往往以此定為160~180mm。

              第一供風口以下至爐底一段為爐缸深度。無前爐時,爐缸用于貯存鐵水;有前爐時,爐缸深度可以減小到第一排風口的空氣不沖刷爐底為限。

          有效高度和爐缸組成爐身,是沖天爐的主要工作部分。

          加料口以上為煙囪,煙囪的內徑不宜太小,至少應等于爐身內徑;若為曲線爐膛則至少應等于主風口處爐徑與最大爐徑的平均值。煙囪的高度除保證排煙所需負壓外,還需高出廠房最高天窗2~3m以上。煙囪頂部設滅火除塵器。

          目前常用的除塵方式是在沖天爐煙囪穿出廣房后的頂部裝設重力除塵器。煙氣進入除塵器后速度降至1m/g以下,使煙氣中粉塵在重力下落后收集排除。這種除塵器結構簡單,但因在煙囪頂部不宜做的過大,所以除塵效率不高;也可采用濕法除塵,即在煙囪頂部裝設水噴霧裝置,將煙氣中的粉塵洗下來。此法雖效率很高,但洗下的污水中含有硫酸和氟氫酸,設備腐蝕很快,并且需降低酸度,達到排放標準后,才能排入下水道;也有用爐氣物理化學熱預熱空氣,使煙氣溫度降低后,經過干除塵再用排煙機將煙氣排出。

        二、沖天爐的工作環境

            沖天爐是鑄造車間的主要熱工設備之一。用來熔化生鐵鐵塊和使鐵水過熱,以期獲得質量良好的鐵水。

            沖天爐的工作溫度:爐底和爐缸部位為1400~1500℃;燃燒帶溫度最高達1400~1600℃;預熱帶為800~1200℃;裝料口附近為300~500℃。

          砌體遭受熔鐵和料柱的負荷,下料時受機械磨損作用,熔融爐渣的侵蝕以及開風和休風的溫度急劇變化的影響。

          在爐氣中含有大量的還原性氣體。CO含量為10%左右。


        三、沖天爐用耐火材料


            依據沖天爐的工作環境,耐火磚必須選擇滿足工作溫度條件,抗磨、抗熱震性好,耐熔鐵及熔渣侵蝕,含Fe2O3較低的質量較好的耐火材料砌筑。

          隨著技術的發展,爐型趨于大型化,鐵水溫度也有較大的提高。因而爐襯在高溫、溫度驟變、爐料沖擊、鐵水沖刷和熔渣侵蝕等條件下工作,損毀加劇。沖天爐所用的耐火材料也從普通耐火材料改為高級耐火材料,并從普通耐火磚改為不定形耐火材料。

        爐底用耐火材料

             爐底為直接與高溫鐵水接觸并承受全部爐料質量的部位。因此,它必須具有一定的機械強度和化學穩定性,以提高其使用壽命。爐底板上首先鋪砌粘土質隔熱磚,然后砌筑粘土磚;最后根據熔煉鐵水的不同要求,工作層用冶金鎂砂或石英砂搗固并進行燒結。  

        爐身用耐火材料


            爐身上段工作層因受裝料時的爐料機械沖擊和磨損,故用扇形空心鐵磚砌筑,外側用石英砂填充;爐身下部的工作層,特別是風口帶、熔渣區的部位,因受高溫、熔渣和氣流等作用,極易損毀,必須用抗侵蝕性較好的鎂鉻磚或鎂磚,也可用高強度的剛玉磚等;爐身其余部位的工作層一般采用高強度的粘土磚或半硅磚,也可用高鋁磚等。爐身絕熱層一般用粘土質隔熱磚或漂珠磚。沖天爐爐身下部工作層和風口是其薄弱環節,在一個爐役中,要進行若干次小修。操作過程中熔劑用量過多,供風最偏大或采用富氧鼓風和間歇工作頻繁等,將直接影響爐身內襯的使用壽命。

        前爐和過橋用耐火材料

            過橋用于連接沖天爐爐體和前爐,由拱頂、墻和底組成,一般采用粘土磚砌筑。為了提高墻下部使用壽命,可采用致密高鋁磚砌筑;前爐是由底、墻和頂組成的。爐頂為拱頂或吊掛平頂。前爐爐體一般采用粘土磚和高鋁磚砌筑,爐底工作層用搗打料搗制,其材質與沖天爐爐底相同。過橋和前爐的出鐵口、出渣口等部位因遭受高溫鐵水的沖刷和熔渣的侵蝕等作用,使用壽命較低,需經常小修。

          大型沖天爐采用熱風或富氧鼓風,溫度較高,生產能力較大,該部位因工作條件苛刻,故而損毀較快,用粘土磚或高鋁磚砌筑難以維持生產,應改用鋁硅碳質或剛玉碳化硅質耐火澆注料澆灌或搗制,其整體性好,強度高,抗侵蝕性強,因此使用壽命顯著提高,一般可達一年左右。

           

           沖天爐其他部位用耐火材料包括煙囪和火花捕集器等用耐火材料。煙囪與沖天爐爐身直接相連,其殼用鋼板制作,內襯用普通粘土磚砌筑,也可用普通耐火澆注料澆灌。煙囪內裝有爐膽換熱器,可使空氣預熱至300~500℃,火花捕集器是用以捕集煙氣中帶出的熾熱焦末和塵粒。煙囪口上方的反射器(罩子)可用鋼板焊成,也可用鑄鐵鑄造,其內襯用耐火涂抹料涂抹或噴涂。

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