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着重讲解冲天炉砌筑和维修工艺要及工艺 参数的确定。(包括7t/h多排小风口冲天炉、 7-10t/h双排大间距热风冲天炉) (1)冲天炉的结构(2)冲天炉用耐火材料 1)耐火材料种类 冲天炉炉衬一般用耐火材料及耐火混合料修砌。耐火材料的种类很多,其分类如下。1)按耐火材料的化学矿物组成分类 ①硅质耐火材料(SiO2为主) ②硅酸铝质耐火材料,又可分三类,即半硅质耐火材料,粘土质耐火材料和高铝质耐火材料。 ③镁质耐火材料(MgO为主) ④其它耐火材料,如铬铁矿质耐火材料、碳质耐火材料。2)按耐火材料的化学性质分类 ①酸性耐火材料 ②碱性耐火材料 ③中性耐火材料(2)耐火材料的特性 现将冲天炉常用的耐火材料分述如下: 1)硅质耐火材料 常用的硅质耐火材料SiO2含量>93%,是用天然的石英或石英砂加工制成的。SiO2呈酸性,因此硅质耐火材料是强酸性耐火材料。 我国四川、河南等省出产一种“泡砂石”,这种材料中SiO2含量为80%~93%,也基本属硅质或半硅质耐火材料。2)硅酸铝质耐火材料 以Al2O3和SiO2为主的耐火材料都称为硅酸铝质耐火材料。常用的有以下三种。 ①半硅质耐火材料。15%~30%Al2O3,其它主要为SiO2,属较强酸性耐火材料。有些地区,因其产量高,成本低,常代替粘土质耐火材料使用。 ②粘土质耐火材料。是冲天炉最常用的一种,其成分为30%~45%Al2O3,55%~65%SiO2,仍属酸性耐火材料,但酸性较弱。③高铝质耐火材料。在硅酸铝质耐火材料中,当Al2O3含量>46%时统称高铝质耐火材料。高铝质耐火材料的化学性质接近中性耐火材料,能抵抗酸性渣侵蚀,但抗碱性渣能力要比抗酸性渣弱些。高铝质耐火材料耐火度比粘土质耐火材料高,但价格较贵。3)镁质耐火材料 镁质耐火材料是以MgO为主的耐火材料,其中MgO含量在85%以上。这种耐火材料呈碱性,能抵抗碱性炉渣的侵蚀,用于砌碱性冲天炉。这种耐火材料耐火度很高,在2000℃以上。 4)其它耐火材料 其它耐火材料有铬铁矿质耐火材料、碳质耐火材料(包括石墨和焦炭耐火材料)等中性耐火材料。11.1.2耐火砖及耐火混合料 (1)耐火砖型号和规格 粘土质和半硅质冲天炉用耐火砖有H-1至H-12十二个型号,现中小型冲天炉多用H-1至H-3三种,H-4以上各型砖多供大型(8~10t/h以上)冲天炉使用。各种冲天炉用砖的形状尺寸见表11.2。(2)耐火混合料 冲天炉砌砖可用粘土质耐火泥。耐火泥 一般由耐火材料厂生产,但国内冲天炉砌砖多 使用自配耐火砂浆乃将60%~75%的石英砂或 耐火砖末(粒度在1~1.5mm以下)和25%~ 40%的耐火黏土加水混制而成。选料时,石英 砂粒度不要过大,否则会使砖缝过宽而影响炉 衬寿命。捣制和修补炉衬用的耐火材料一般用较粗的耐 火砖末(粒度1~3mm)或石英砂(粒度0.5~ 3mm)加耐火粘土配制而成。粘土加入量约为 混合剂总重的15%~25%。这种混合剂水分一 般可控制在5%~8%范围内。混合料配制可在 碾轮式混砂机中进行。要求先干混5~10min左 右,加水后湿混5~10min左右,以充分发挥粘 土的粘结作用。 11.1.3冲天炉修砌的工艺要求 修砌冲天炉炉衬主要应保证炉膛及风口的 尺寸正确并注意修砌质量,以减少炉衬的侵 蚀。炉衬侵蚀速度过快,必然造成炉膛形状过 早破坏,炉膛迅速扩大,同时也会使炉渣增 多,严重妨碍冲天炉的正常熔炼。为了减少炉衬侵蚀,用耐火砖修砌时,特别是 修砌新炉时,砖缝应控制在2mm以下,在日常 修补炉衬时,砖缝可适当放宽。但过宽对炉衬 抗侵蚀能力影响很大,故仍需对砖缝大小规定 必要的要求。修炉工作中,应注意修好连接前 后炉的过桥和出铁口、出渣口,这对保证冲天 炉顺利工作起着关键的作用。 11.2冲天炉基本熔炼工艺参数 11.2.1风量的计算 冲天炉所需的风量可按送风强度计算,也可按每小时焦炭消耗量计算。 (1)按最佳送风强度计算风量最惠送风强度与层焦耗的关系归纳成下式 (焦炭固定碳含量按93%计算):(2)按焦炭消耗量计算风量 冲天炉熔化率与焦炭燃烧状况的关系可用下式表示:11.2.2底焦高度的选择 (1)底焦高度的确定 底焦高度:是指第一排风口中心线至底焦顶面之间的高度。 底焦的平衡位置与下列因素有关。 1)供风强度越大,底焦高度也越高。 2)风口排距大,风口斜度大和风口排数多,底焦高度也相应增高。 3)焦炭块度小,反应性能高,底焦高度相应降低。反之,底焦高度应提高。 4)层焦耗越高,底焦高度也越高。装炉低焦高度()针对不同结构的炉子,有两种估算方法。 ①多排小风口冲天炉 (11.9) 式中—底焦高度,mm; Dmax—最大炉膛直径,mm。 ②大排距双层送风(倒大双)冲天炉 (11.10) 在熔化率≤5t/h的冲天炉或风口倒置