炼焦炉的砌筑烘炉和开工.doc

炼焦炉的砌筑、烘炉和开工 第一节 筑炉材料 现代焦炉主要用耐火材料砌筑而成。例如一座年产30万吨冶金焦42孔58-Ⅱ型焦炉，炉体所需的耐火材料总重约6600t。因此，耐火材料的性能与焦炉的生产能力及使用寿命密切相关。 凡具有能抵抗高温和高温下的物理和物理化学作用的材料统称为耐火材料。 砌筑焦炉的材料中除耐火材料外，尚有隔热材料及普通建筑材料，分述如下： 一、耐火材料的性质 通常以下列指标来衡量耐火材料的性能： （1）气孔率 耐火制品中有许多大小不一形状各异的气孔。气孔率即气孔的总体积占耐火制品总体积的百分比。它表示耐火材料的致密程度。通常所说的气孔率是指不计闭口气孔（不和大气相通的气孔）的开口气孔率。 （2）体积密度和真比重 体积密度是指包括全部气孔在内的每m3砖的质量。真比重是指不包括气孔在内的单位体积耐火材料质量与水的比值，（与真密度的数值相等，但概念不同）不同的石英晶形其真比重不同,因此测定硅砖的真比重可以了解烧成情况。 （3）热膨胀性 耐火制品受热后，一般都发生膨胀，材料的这种性质称为热膨胀性。它可用线膨胀系数或体积膨胀百分率来表示。 （4）导热性 耐火制品的导热性，取决于其相组成及组织结构（指气孔率的大小，分布情况及晶相和玻璃液相的分布）。用导热系数“λ”来表示，其法定单位为：kJ /m·h℃(或W/m·K)。多数耐火制品的导热系数随温度升高而增大（如硅砖，粘土砖等），也有些制品则相反（如镁砖和碳化硅转）。 （5）耐火度 是衡量耐火制品高温下抵抗熔化的能力。系用规定尺寸的角锥形试样与一些标准试样放在一起，以一定的速度加热升温，这些标准试样是以高岭土、氧化铝及石英按不同比例配制而成，各有已知的耐火度。当升温至待测试样与某标准锥试样同时软化弯倒，即角锥的顶点弯倒和底盘接触时，则待测试样的耐火度等于该标准锥的耐火度。故耐火度系试样制品软化弯倒的温度。耐火材料的耐火度一般不大于1580℃。 （6）高温荷重软化开始温度（也叫荷重软化点）是表示耐火材料在高温和荷重同时作用下的抵抗能力。系用一定尺寸的圆柱形试样在一定的压力下（19.6×104Pa），以一定的升温速度加热，使试样引起一定数量的变形温度来表示的。按变形数量又分为开始变形温度（变形量占0.6%），变形量占4%时的温度和终了变形温度(4%)。粘土砖的荷重变形曲线比较平坦，开始变形温度和终了变形温度之差可达200~250℃，而硅砖在达到开始变形温度后立即破坏，开始变形温度和终了变形温度之差仅10~15℃。由于焦炉砌体中耐火材料自重很大，再加上机械设备的负荷，故耐火材料的高温荷重变形温度对炉体寿命非常重要，其中对生产有意义的主要是开始变形温度，即负荷软化点。 （7）高温体积稳定性　 耐火材料在高温下长期使用时，相成分会继续变化，产生再结晶和进一步烧结现象，因此耐火制品体积会有变化，由于各种制品的化学成分不同，有的收缩，有的膨胀，且这种变化是不可逆的，称为残余收缩和残余膨胀，其数值用制品加热到1200~1500℃（因耐火制品种类不同而异），保温2h，冷却到常温的体积变化百分比率（%）来表示。 （8）温度激变抵抗性 是耐火制品抵抗温度激变而不损坏的性能；系将试样加热到850±10℃后，放在流动的冷水中冷却，并反复进行，直到试样损坏，脱落部分的质量占原试样质量的20%时为止，此时其经受的急冷急热次数，就作为该制品耐急冷急热性能的指标。 制品的热稳定性与制品的热膨胀性有很大的关系，若制品的线膨胀系数大，则由于制品内部温度分布不均匀而引起不同程度的膨胀，从而产生较大的压力，降低了制品的热稳定性。此外制品的形状越复杂，尺寸越大，其热稳定性也越差。经上述测定不同的耐火制品差别很大，如硅砖抵抗性最差仅1－2次，普通粘土砖10－20次，而粗粒粘土砖可达25~100次。 一些耐火制品的基础特性如表1所示： 表1 耐火制品的基本性能 性能 制品 耐火度 ℃ 荷重软化开始温度℃ 常温耐压强度102×Pa 显气孔率% 体积密度g/cm3 高温体积稳定性 导热系数kJ/m·h.·℃ 温度℃ 小于% 硅砖 1610~1710 1620~1650 1716~4903 16~25 1.9 1450 ＋0.8 半硅砖 1670 1250~1320 1471~1961 20~25 2.0 1400 －0.5 粘土砖 1610~1730 1250~1400 1226~5394 18~28 2.1~2.2 1350 －0.5 高铝砖 1750~1790 1400~1530 2452~5884 18~23 2.3~2.75 1550 －0.5 镁砖 2000 1420~1520 3923