焦炉炉顶是一个工作环境非常特殊的部位,对耐火材料有严格的要求。选择合适的耐火砖至关重要,它直接关系到焦炉的寿命、生产安全和能耗。
焦炉炉顶主要使用硅砖,但在一些特定部位会使用其他类型的耐火材料,如粘土砖、高铝砖、浇注料和耐热混凝土等。
炉顶工作面(承重层)首选:硅砖
焦炉炉顶的工作面(即直接承受炉内高温和温度变化的部分)绝大部分区域使用的是硅砖。
为什么是硅砖?
高温强度:硅砖的主要成分是二氧化硅(SiO₂),它在高温(600℃以上)下的结构强度高,能承受装煤车、推焦车等机械的荷重和冲击。
抗化学侵蚀性:硅砖呈弱酸性,能很好地抵抗焦炉生产过程中产生的酸性气体和煤灰渣的侵蚀。
荷重软化温度:硅砖的荷重软化温度非常接近其耐火度(一般在1620℃以上),这意味着在接近其熔点的温度下,它仍然能保持结构强度,不会发生软化变形。这对于炉顶的长期稳定至关重要。
与整体炉型一致性:焦炉的燃烧室、斜道等主要部位也使用硅砖。使用同种材质的硅砖砌筑炉顶,可以确保整个炉体在高温下具有一致的热膨胀性,避免因不同材料膨胀系数不同而产生的应力破坏。
炉顶特定部位的用砖选择
虽然炉顶大面积使用硅砖,但不同部位因其功能和工作环境不同,也有特殊选择:
看火孔:看火孔砖是炉顶最薄弱的环节之一,需要承受频繁的温度剧变和机械碰撞。通常也使用高质量硅砖制造,以保证其高温强度和热震稳定性。其外形和尺寸精度要求极高,以确保严密性。
装煤孔座:装煤时,这里会受到温度急剧下降(冷的湿煤装入)和上升管热废气的冲刷。因此,除了使用硅砖外,有时也会采用高铝砖或特种粘土砖,以提高其抗热震性和抗冲刷能力。
上升管衬里:上升管内壁承受着高温荒煤气的冲刷和化学侵蚀,温度波动也大。传统使用粘土砖,但现在越来越多地使用性能更好的高铝砖或耐火浇注料进行预制或现场浇筑,以获得更长的使用寿命。
炉顶表层(非工作面):为了密封、找平和保护下层的硅砖,炉顶表层通常会铺设一层耐火浇注料或耐热混凝土。这层材料具有良好的整体性和密封性,能有效防止雨水侵入和废气泄漏。
| 部位 | 主要用砖类型 | 原因 |
|---|---|---|
| 炉顶承重层/工作面 | 硅砖 | 高温强度高、抗酸性侵蚀、荷重软化温度高、与炉体热膨胀一致 |
| 看火孔 | 高质量硅砖 | 保证高温强度和尺寸精度,承受温度变化 |
| 装煤孔座 | 硅砖、高铝砖、特种粘土砖 | 承受温度剧变和废气冲刷,要求抗热震性好 |
| 上升管衬里 | 粘土砖、高铝砖、耐火浇注料 | 抗高温荒煤气冲刷和化学侵蚀,耐温度波动 |
| 炉顶表层 | 耐火浇注料/耐热混凝土 | 密封、找平、保护下层砌体,防止漏气进水 |
焦炉炉顶的核心耐火材料是硅砖。 这是由硅砖优异的高温性能和与焦炉整体兼容性决定的。在选择时,不仅要关注砖的种类,还要关注其理化指标(如SiO₂含量、常温耐压强度、真密度、残余石英含量等)和外形尺寸精度。
对于维修或新建项目,必须严格遵循焦炉设计图纸和耐火材料技术规范,确保炉顶砌筑的质量,从而为焦炉的长寿、高效、安全运行奠定基础。