热风炉用耐火材料(refractories   for   hot   blast   stove)

高炉热风炉是一种蓄热式热交换器，即能将鼓入高炉助燃的空气由常温加热到高温的热工设备。

20世纪50年代高炉热风炉的工作风温一般为800℃左右，70年代超过1020℃，90年代最高达1350℃。中国宝山钢铁(集团)公司热风炉设计的风温为1250℃。由于风温的提高，操作条件更苛刻，因此所用耐火材料也从普通材料向高性能、多品种方向发展，以满足高风温操作的需要。热风炉用耐火材料除了考虑体积密度及与热容量有关的比热容外，抗蠕变性能仍是最重要的指标。抗热震性与强度，外形准确且无残余膨胀都是重要的性能。当今都用净化的高炉煤气，因此格子砖由于胀裂(1000℃段带)而导致的崩裂或堵塞现象已不严重。热风炉结构及其使用的耐火材料见图。

炉体用耐火材料     热风炉炉体由蓄热室和燃烧室组成。热风炉一般用高炉煤气或高炉与焦炉的?昆合煤气作燃料，也有采用焦炉煤气或重油等作燃料的，其操作温度为1300～1600℃。温度自炉顶往下逐渐降低。由于炉体结构和操作温度不同，各部位所用耐火材料及其损毁情况也有差异。炉体一般选用超级或高级粘土砖、高铝砖、硅砖、莫来石砖、硅线石砖、红柱石砖和一些不定形耐火材料。损毁部位主要是燃烧室、格子砖砌体的上部、内燃式炉的隔墙和外燃式炉的过桥等处。其损毁原因主要是高温、温度变化形成的热应力和粉尘的化学侵蚀等因素所致。热风炉使用寿命为15～20a，其间对易损部位需进行小修。

蓄热室用耐火材料    当热风温度低于900℃时，高温部位衬砖和格子砖砌体上层用高铝砖，其余均用高级粘土砖；风温为900～1100℃时，高温部位衬砖和格子砖则选用高铝砖、莫来石砖或硅线石砖，其余部位用高铝砖和高级粘土砖；风温高于1100℃时，其高温部位必须选用低蠕变高铝砖、莫来石砖和硅砖。炉衬绝热层所用隔热砖必须与工作层衬砖材质相同或近似。格子砖的形状、尺寸和排列方式，对传热效率有较大影响。普遍用蜂窝状格子砖，也有用大块多孔或咬合式格子砖的。热风炉球顶或过桥部位的炉壳，当拱顶温度超过1450℃时，将生成大量NOx等气体，与冷凝水作用形成腐蚀剂，使炉壳产生晶间腐蚀，并在热应力作用下产生裂纹或开裂。为此，除适当控制温度外，可加厚绝热层、铺以铝波纹板或者喷涂一层耐酸料。

燃烧室用耐火材料燃烧室所用耐火材料与蓄热室用的基本相同，也有用莫来石砖或者莫来石砖配用硅砖砌筑的；燃烧器的空气、煤气通道一般用粘土砖和高铝砖砌筑，其上部带辐射孔(喷嘴)的部位可用莫来石砖或莫来石刚玉砖砌筑或堇青石制成，使用寿命2～4a。该部位采用高铝质耐火浇注料预制带喷嘴口的部件，也获得了较好的使用效果。

其它部位用耐火材料     指热风管、热风阀、烟道和烟囱，均为输送热风和排除废气的热工管道和设施。每座高炉所用3～4座热风炉共用一个烟囱，通过热风阀和烟道闸板控制每座热风炉的工作。

热风管用耐火材料    包括送风支管、总管和高炉热风围管，用厚度为70～300mm的粘土质隔热砖作绝热层内衬，工作层厚度为70～170mm，一般用粘土砖砌筑，但热风出口处及与总风管接口等部位应用高铝砖或莫来石砖。高炉热风围管及送风支管采用高铝水泥或磷酸盐耐火浇注料浇灌的整体内衬，使用寿命达1～3a。另外，采用耐火浇注料现场浇注的热风管接头或拐弯部位内衬，整体性好，使用效果亦佳。

热风阀用耐火材料热风阀双面受热，还承受阀升降时的机械振动与磨蚀及温度变化所产生的热应力等作用，工作条件较差。阀衬体采用粘土砖或高铝砖砌筑，使用寿命为6～10个月。1978年以来，热风阀衬体普遍采用氧化铝水泥耐火浇注料在制造厂浇注成型，并经烘烤后出厂，使用寿命可延长至1．2～2．5a。

烟道和烟囱用耐火材料    烟道和烟囱为废气排除的通道。热风炉均采用下排烟方式，每座热风炉均设有支烟道，废气通过总烟道从烟囱排除。烟道内衬一般用粘土砖砌筑。烟囱普遍用混凝土浇灌或红砖砌筑，其下部衬以粘土砖作保护层。