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蓄热室耐材选择

作者:admin 发布日期: 2020-06-01 二维码分享

余热利用设备(以蓄热室为代表)的耐火砖有格子体、炉条碹、蓄热室顶、侧墙和中间隔墙。

蓄热室砖体的温度随时间而变。温度波动的幅度以蓄热室格子体底层较大(300-500.格子体顶层较小(150-300.砖体.高承受温度:格子体顶层约1350,格子体底层约600.

蓄热室内耐火砖接触的气体有空气、发生炉煤气、天然气和烟气。烟气内含固体料粉(如碱粉、硼砂、铅尘)、配合料分解产物(如各种盐类、氯化物、氟化物的分解产物)、煤炭微粒、燃料燃烧产物(有SO2V2O5等腐蚀性气体)等。按气氛性质论有氧化性的和还原性的。如果蓄热室用“反烧”操作时,砖体还会直接接触高温火焰。

在上述蓄热室工作条件下,砖体受到三个作用:热作用、化学作用和机械作用。热作用为高温灼烧和热冲击,使砖体烧熔、软化和产生热应力,导致砖体开裂。化学作用为上述固体粉粒和气体的侵蚀以及不同性质的格子砖相互间的接触反应,这些将导致砖体熔融成液相,晶体长大,晶型转变,结构开裂疏松,甚至剥落,在温度变化与气氛变化下化学作用会加剧。机械作用为机械负荷,据估算,一个蓄热室格子体的总重有40-50t,格子体底层的单位负荷有8-10t/m2,随着电熔、锆质、碱性、高密度材料的扩大使用,负荷值将更增加,在一定温度下的沉重的负荷会使砖体变形、崩裂甚至坍塌。

由于蓄热室高度上的温度不同以及由温度引起的工作条件的不同,在蓄热室不同高度上除上述三个共同的作用外,还各具独自的使用特性。通常,大体上分成格子体上部(1100-1300),格子体中部(80-1100),格子体下部(50-800)和3条碹几个部分来对待。

格子体上部的使用特性为:高温灼烧,固体料粉的侵蚀,SO2V2O5等气体的侵蚀(形成钙钒酸盐等)和晶体长大(如方镁石、尖晶石重结晶)等。能使格子砖熔融、烧流或胀裂。

格子体中部的使用特性为:碱、硼、氟等挥发分凝固并沉积在砖孔内,沉积物如(Na2SO4NaF等)强烈侵蚀格子砖,并随温度波动,反复进行凝固与熔融(如芒硝的反复固化与液化),它会使格子砖内部组织疏松,导致龟裂或崩裂。

常见的有:碱性料粉与铝硅质砖生成霞石相(反应式为:3Al2O3·2SO2+Na2O·Al2O3·2SO2[霞石]+2Al2O3,Al2O3+2SO2+Na2ONa2O·Al2O3·2SO2[霞石],霞石相生成温度在730以上),体积增大,使砖开裂或剥片。在950~1150V2O5起催化作用,使SO2氧化成SO3,与方镁石(MgO)反应生成MgSO4引起砖膨胀、破裂、剥落。砖内所含Fe2O3在气氛性质变化时会发生变价,使砖开裂、强度降低。此外,还需适当注意高温下的机械负荷,因现用的上部格子砖的体积密度较大。

格子体下部的使用特性为:助燃空气刚进入、温度波动大,承担几乎全部格子砖的重量、机械负荷大、会使格子砖开裂、变形。此外,也会有各种盐类(如碳酸盐、硫酸盐)和化合物(如氟、硼化合物)的冷凝物沉积、堵塞格孔。也会生成霞石,造成剥片。

炉条碹的使用特性与格子体下部基本相同,也是温度波动大和机械负荷大。

蓄热室上部空间的顶和墙的使用特性与格子体上部基本相同。还需注意回火的冲刷,尤其是对蓄热室顶。

蓄热室墙的使用特性与处在同一水平面的格子体相同。中间隔墙,尤其是空气、煤气蓄热室间的中间隔墙很重要,其使用条件亦较沉重。

根据使用特性来选择材质。由以上分析可知。蓄热室的选材可归结为格子砖的选材。

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