煉焦?fàn)t的機械設(shè)備

1、第五章第五章煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備第一節(jié)第一節(jié) 筑爐材料筑爐材料第二節(jié)第二節(jié) 護爐設(shè)備護爐設(shè)備第三節(jié)第三節(jié) 煤氣設(shè)備煤氣設(shè)備第四節(jié)第四節(jié) 焦?fàn)t機械焦?fàn)t機械煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 第一節(jié)第一節(jié) 筑爐材料筑爐材料 一、耐火材料的性質(zhì)一、耐火材料的性質(zhì) 通常以下列指標(biāo)來衡量耐火材料的性能。通常以下列指標(biāo)來衡量耐火材料的性能。 （1）氣孔率）氣孔率 耐火材料中有許多大小不一形狀各異的氣孔，耐火材料中有許多大小不一形狀各異的氣孔，氣孔率即氣孔的總體積占耐火制品總體積的百分比，它表示氣孔率即氣孔的總體積占耐火制品總體積的百分比，它表示耐火材料的致密程度。通常所說的氣孔率是指不計閉口氣孔

2、耐火材料的致密程度。通常所說的氣孔率是指不計閉口氣孔（不和大氣相通的氣孔）的開口氣孔率，又叫顯氣孔率。（不和大氣相通的氣孔）的開口氣孔率，又叫顯氣孔率。 因耐火制品的用途不同，對氣孔率的要求也各不相同。因耐火制品的用途不同，對氣孔率的要求也各不相同。一般是氣孔率愈小，導(dǎo)熱性愈好，耐火磚的耐壓強度也愈高，一般是氣孔率愈小，導(dǎo)熱性愈好，耐火磚的耐壓強度也愈高，但吸水性能差，且耐冷熱急變性能差。但吸水性能差，且耐冷熱急變性能差。 （2）體積密度和真密度）體積密度和真密度 體積密度是指包括全部氣孔在內(nèi)體積密度是指包括全部氣孔在內(nèi)的每的每m3耐火磚的質(zhì)量。真密度是指不包括氣孔在內(nèi)的單位體耐火磚的質(zhì)量。真

3、密度是指不包括氣孔在內(nèi)的單位體積耐火材料質(zhì)量與同體積水的比值，由于不同的石英晶型其積耐火材料質(zhì)量與同體積水的比值，由于不同的石英晶型其真密度不同，因此測定硅磚的真密度可以了解其燒成情況。真密度不同，因此測定硅磚的真密度可以了解其燒成情況。 煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 （3）熱膨脹性）熱膨脹性 耐火制品受熱后，一般都會發(fā)生膨脹，這耐火制品受熱后，一般都會發(fā)生膨脹，這種性質(zhì)稱為熱膨脹性。它可用線膨脹率種性質(zhì)稱為熱膨脹性。它可用線膨脹率或體積膨脹率或體積膨脹率來來表示。不同的溫度范圍內(nèi)，其膨脹率是不同的。表示。不同的溫度范圍內(nèi)，其膨脹率是不同的。 100100 100100 式中式中 L0、V

4、0室溫下試樣的原始長度和體積；室溫下試樣的原始長度和體積； Lt、V t 溫度升高至溫度升高至t時試樣的長度和體積時試樣的長度和體積。 （4 4）導(dǎo)熱性）導(dǎo)熱性 耐火制品的導(dǎo)熱性，取決于其相組成和組耐火制品的導(dǎo)熱性，取決于其相組成和組織結(jié)構(gòu)，用導(dǎo)熱系數(shù)織結(jié)構(gòu)，用導(dǎo)熱系數(shù)“ ”來表示，其法定單位為來表示，其法定單位為kJ/(mkJ/(mh h)，多數(shù)耐火制品的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而增大（如硅磚、黏多數(shù)耐火制品的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而增大（如硅磚、黏土磚等），也有些制品則相反（如鎂磚和碳化硅磚）。土磚等），也有些制品則相反（如鎂磚和碳化硅磚）。00llltt00VVVtt煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機

5、械設(shè)備 （5 5）耐火度）耐火度 耐火材料在高溫下抵抗熔融性能的指標(biāo)，但不耐火材料在高溫下抵抗熔融性能的指標(biāo)，但不是熔融溫度。一般物質(zhì)有一定的熔點，耐火材料卻不同，它從是熔融溫度。一般物質(zhì)有一定的熔點，耐火材料卻不同，它從部分開始熔融到全部熔化，其間溫差達幾百度，而且熔部分開始熔融到全部熔化，其間溫差達幾百度，而且熔融現(xiàn)象融現(xiàn)象還受升溫速度影響，因此目前均采用比較法測定耐火度。用高還受升溫速度影響，因此目前均采用比較法測定耐火度。用高嶺土、氧化鋁和石英按不同配比制成規(guī)定尺寸的三角錐狀標(biāo)準(zhǔn)嶺土、氧化鋁和石英按不同配比制成規(guī)定尺寸的三角錐狀標(biāo)準(zhǔn)試樣稱示溫熔錐，它們的耐火度是已知的，將待測試樣按規(guī)定

6、試樣稱示溫熔錐，它們的耐火度是已知的，將待測試樣按規(guī)定制成三角錐狀，和示溫熔錐同時置于高溫爐內(nèi)，以一定的速度制成三角錐狀，和示溫熔錐同時置于高溫爐內(nèi)，以一定的速度升溫，當(dāng)待測試樣和某一個標(biāo)準(zhǔn)試樣同時軟化彎倒，錐角與底升溫，當(dāng)待測試樣和某一個標(biāo)準(zhǔn)試樣同時軟化彎倒，錐角與底盤接觸時，該標(biāo)準(zhǔn)試樣的耐火度即待測試樣的耐火度，因此耐盤接觸時，該標(biāo)準(zhǔn)試樣的耐火度即待測試樣的耐火度，因此耐火度是熔融現(xiàn)象發(fā)展到軟化彎倒時的溫度?；鸲仁侨廴诂F(xiàn)象發(fā)展到軟化彎倒時的溫度。煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 （6 6）荷重軟化溫度）荷重軟化溫度 耐火制品的常溫耐壓強度很高，但在高溫耐火制品的常溫耐壓強度很高，但在高溫下

7、由于耐火材料中低熔點化合物過早熔化并產(chǎn)生液相而使結(jié)構(gòu)強度下由于耐火材料中低熔點化合物過早熔化并產(chǎn)生液相而使結(jié)構(gòu)強度顯著降低，耐火制品在高溫下都要承受一定的負荷，所以測定它的顯著降低，耐火制品在高溫下都要承受一定的負荷，所以測定它的高溫強度意義很大。高溫強度意義很大。一般用荷重軟化溫度作為耐火制品高溫結(jié)構(gòu)強一般用荷重軟化溫度作為耐火制品高溫結(jié)構(gòu)強度的指標(biāo)。度的指標(biāo)。測定方法是用規(guī)定尺寸的圓柱體在測定方法是用規(guī)定尺寸的圓柱體在0.20.2PaPa的壓力下，的壓力下，以一定的升溫速度加熱，隨著溫度的升高，試樣將產(chǎn)生一定數(shù)量的以一定的升溫速度加熱，隨著溫度的升高，試樣將產(chǎn)生一定數(shù)量的變形，當(dāng)試樣的最大

8、高度降低變形，當(dāng)試樣的最大高度降低0.60.6時的溫度，即為荷重軟化溫度時的溫度，即為荷重軟化溫度( (或稱荷重軟化點或稱荷重軟化點) )。黏土磚荷重變形曲線比較平坦，開始變形和終。黏土磚荷重變形曲線比較平坦，開始變形和終了變形的溫度差可達了變形的溫度差可達200200250250，而硅磚達到變形溫度后立即破壞，而硅磚達到變形溫度后立即破壞，開始到終了僅差開始到終了僅差10101515。 煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 （7 7）高溫體積穩(wěn)定性）高溫體積穩(wěn)定性 耐火材料在高溫下長期使用時，耐火材料在高溫下長期使用時，其成分會繼續(xù)變化，產(chǎn)生再結(jié)晶和進一步的燒結(jié)現(xiàn)象，因此其成分會繼續(xù)變化，產(chǎn)生再

9、結(jié)晶和進一步的燒結(jié)現(xiàn)象，因此耐火制品體積會有變化。由于各種制品的化學(xué)成分不同，有耐火制品體積會有變化。由于各種制品的化學(xué)成分不同，有的收縮，有的膨脹，且這種變化是不可逆的，故稱為殘余收的收縮，有的膨脹，且這種變化是不可逆的，故稱為殘余收縮和殘余膨脹，其數(shù)值用制品加熱到縮和殘余膨脹，其數(shù)值用制品加熱到1200120015001500o oC(C(因耐火因耐火制品種類不同而異制品種類不同而異) )，保溫，保溫2 2h h，冷卻到常溫的體積變化百分冷卻到常溫的體積變化百分率（率（% %）來表示。）來表示。 高溫體積穩(wěn)定性高溫體積穩(wěn)定性= = 100100式中式中 V V0 0試樣加熱前的體積；試樣加

10、熱前的體積； V V試樣加熱并冷卻后的體積。試樣加熱并冷卻后的體積。 正值表示殘余膨脹，負值表示殘余收縮。正值表示殘余膨脹，負值表示殘余收縮。 00VVV 煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 （8 8）溫度激變抵抗性）溫度激變抵抗性 是耐火制品抵抗溫度激變而不損是耐火制品抵抗溫度激變而不損壞的性能。將試樣加熱到壞的性能。將試樣加熱到850 10850 10后保溫后保溫4040分鐘，放在流分鐘，放在流動的涼水中冷卻，并反復(fù)進行，直到試樣碎裂后脫落部分的動的涼水中冷卻，并反復(fù)進行，直到試樣碎裂后脫落部分的質(zhì)量占原試樣質(zhì)量的質(zhì)量占原試樣質(zhì)量的20%20%時止，此時其經(jīng)受的急冷急熱次數(shù)，時止，此時其經(jīng)受

11、的急冷急熱次數(shù)，就作為該制品耐急冷急熱性能的指標(biāo)。就作為該制品耐急冷急熱性能的指標(biāo)。 耐火制品的熱穩(wěn)定性與熱膨脹性有很大的關(guān)系，若制品耐火制品的熱穩(wěn)定性與熱膨脹性有很大的關(guān)系，若制品的線膨脹系數(shù)大，則由于制品內(nèi)部溫度不均勻而引起不同程的線膨脹系數(shù)大，則由于制品內(nèi)部溫度不均勻而引起不同程度的膨脹，從而產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，降低了制品的熱穩(wěn)定性。度的膨脹，從而產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，降低了制品的熱穩(wěn)定性。此外，制品的形狀越復(fù)雜，尺寸越大，其熱穩(wěn)定性也越差。此外，制品的形狀越復(fù)雜，尺寸越大，其熱穩(wěn)定性也越差。經(jīng)上述測定不同的耐火制品差別很大，如硅磚抵抗性最差僅經(jīng)上述測定不同的耐火制品差別很大，如硅磚抵抗性最差

12、僅1 12 2次，普通黏土磚次，普通黏土磚10102020次，而粗粒黏土磚可達次，而粗粒黏土磚可達2525100100次。次。 一些耐火制品的基本特性如表一些耐火制品的基本特性如表5-15-1所示。所示。 煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 總之，砌筑焦?fàn)t用耐火材料應(yīng)滿足下列基本要求：總之，砌筑焦?fàn)t用耐火材料應(yīng)滿足下列基本要求： 荷重軟化溫度高于所在部位的最高溫度；荷重軟化溫度高于所在部位的最高溫度； 所在部位的最高溫度變化范圍內(nèi)，具有抗溫度激所在部位的最高溫度變化范圍內(nèi)，具有抗溫度激變性能；變性能； 能抵抗所在部位可能遇到的各種介質(zhì)的侵蝕；能抵抗所在部位可能遇到

13、的各種介質(zhì)的侵蝕； 炭化室墻具有良好的導(dǎo)熱性能，格子磚具有良好炭化室墻具有良好的導(dǎo)熱性能，格子磚具有良好的蓄熱能力。的蓄熱能力。煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 二、焦?fàn)t用耐火材料二、焦?fàn)t用耐火材料 1.1.SiOSiO2 2晶型轉(zhuǎn)變與硅磚特性晶型轉(zhuǎn)變與硅磚特性 硅磚是以石英巖為原料，經(jīng)粉碎，并加入黏結(jié)劑（如石灰硅磚是以石英巖為原料，經(jīng)粉碎，并加入黏結(jié)劑（如石灰乳）、礦化劑（如鐵粉），再經(jīng)混合、成型、干燥和按計劃加乳）、礦化劑（如鐵粉），再經(jīng)混合、成型、干燥和按計劃加熱升溫而燒成的。硅磚含熱升溫而燒成的。硅磚含SiOSiO2 2大于大于93%93%，系酸性耐火材料，具，系酸性耐火材料，具有良好

14、的抗酸性侵蝕能力，硅磚的導(dǎo)熱性能好，耐火度為有良好的抗酸性侵蝕能力，硅磚的導(dǎo)熱性能好，耐火度為1690169017101710，荷重軟化點可高達，荷重軟化點可高達16401640，無殘余收縮，其缺，無殘余收縮，其缺點是耐急冷急熱性能差，熱膨脹性強。點是耐急冷急熱性能差，熱膨脹性強。 SiO SiO2 2在不同的溫度下能以不同的晶型存在，在晶型轉(zhuǎn)化時在不同的溫度下能以不同的晶型存在，在晶型轉(zhuǎn)化時會產(chǎn)生體積的變化，并產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，故硅磚的制造性能和使用會產(chǎn)生體積的變化，并產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，故硅磚的制造性能和使用與與SiOSiO2 2的晶型轉(zhuǎn)變有密切關(guān)系。的晶型轉(zhuǎn)變有密切關(guān)系。煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)

15、備 SiOSiO2 2能以三種結(jié)晶型態(tài)存在，即石英、方石英和鱗石能以三種結(jié)晶型態(tài)存在，即石英、方石英和鱗石英，而每一種結(jié)晶形態(tài)又有幾種同質(zhì)異晶體。即：英，而每一種結(jié)晶形態(tài)又有幾種同質(zhì)異晶體。即： - -石英、石英、 - -石英；石英； - -方石英方石英 、 - -方石英；方石英； - -鱗石英、鱗石英、 - -鱗石英、鱗石英、 - -鱗石英。鱗石英。 三種形態(tài)及其同質(zhì)異晶體，是以晶型的密度不同來彼三種形態(tài)及其同質(zhì)異晶體，是以晶型的密度不同來彼此區(qū)分的。它們在一定的溫度范圍內(nèi)是穩(wěn)定的，超過此溫此區(qū)分的。它們在一定的溫度范圍內(nèi)是穩(wěn)定的，超過此溫度范圍，即發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變。度范圍，即發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變。煉焦

16、爐的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 在制造硅磚的原料硅石中，在制造硅磚的原料硅石中， SioSio2 2以以- -石英存在，在干燥、石英存在，在干燥、燒成過程中，燒成過程中，- -石英首先轉(zhuǎn)化為石英首先轉(zhuǎn)化為- -石英，然后再轉(zhuǎn)化為石英，然后再轉(zhuǎn)化為- -方方石英和石英和- -鱗石英；在鱗石英；在16701670時，時，- -鱗石英將轉(zhuǎn)化為非晶型的鱗石英將轉(zhuǎn)化為非晶型的石英玻璃，在石英玻璃，在17101710時，時，- -方石英也會轉(zhuǎn)化為石英玻璃。在方石英也會轉(zhuǎn)化為石英玻璃。在燒成的硅磚內(nèi)，由于溫度不均及晶型轉(zhuǎn)變的時間和條件的差異，燒成的硅磚內(nèi)，由于溫度不均及晶型轉(zhuǎn)變的時間和條件的差異，總是三種晶型

17、共存的，甚至還有石英玻璃。燒成硅磚中的總是三種晶型共存的，甚至還有石英玻璃。燒成硅磚中的- -石石英，英，- -鱗石英和鱗石英和- -方石英在冷卻過程中轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的低溫型，方石英在冷卻過程中轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的低溫型，即即- -石英，石英，- -鱗石英和鱗石英和- -方石英，當(dāng)制成的硅磚用于砌筑焦方石英，當(dāng)制成的硅磚用于砌筑焦?fàn)t后再次升溫時，這些低溫晶型會逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷鼐?。以上爐后再次升溫時，這些低溫晶型會逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷鼐?。以上轉(zhuǎn)變的溫度、條件以及相應(yīng)的膨脹量見圖轉(zhuǎn)變的溫度、條件以及相應(yīng)的膨脹量見圖5-15-1所示。所示。煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 從圖從圖5

18、-1中可以看出，這種轉(zhuǎn)變可分為兩種，一種是橫中可以看出，這種轉(zhuǎn)變可分為兩種，一種是橫向的遲鈍型轉(zhuǎn)變，它是晶格重排過程，這是從一種結(jié)晶構(gòu)造向的遲鈍型轉(zhuǎn)變，它是晶格重排過程，這是從一種結(jié)晶構(gòu)造過渡到另一種新的結(jié)晶構(gòu)造。這種轉(zhuǎn)變是從結(jié)晶的邊緣開始過渡到另一種新的結(jié)晶構(gòu)造。這種轉(zhuǎn)變是從結(jié)晶的邊緣開始向結(jié)晶中心緩慢地進行，需較長時間，且在一定的溫度范圍向結(jié)晶中心緩慢地進行，需較長時間，且在一定的溫度范圍內(nèi)才能完成，一般只向一個方向進行。但在實際燒成過程中，內(nèi)才能完成，一般只向一個方向進行。但在實際燒成過程中，SiOSiO2 2并非是單一從并非是單一從 -石英石英 -鱗石英鱗石英 -方石英方石英石英玻璃石

19、英玻璃的轉(zhuǎn)變，而是因溫度范圍、升溫速度、礦化劑的存在與否而的轉(zhuǎn)變，而是因溫度范圍、升溫速度、礦化劑的存在與否而異，可以發(fā)生另外的遲鈍型轉(zhuǎn)變：異，可以發(fā)生另外的遲鈍型轉(zhuǎn)變：煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 另外一種轉(zhuǎn)變?yōu)閳D另外一種轉(zhuǎn)變?yōu)閳D5-1所示的上下轉(zhuǎn)化，即各類晶型內(nèi)所示的上下轉(zhuǎn)化，即各類晶型內(nèi)高溫型（高溫型（）和低溫型（和低溫型（、）間的轉(zhuǎn)變，稱為高低型轉(zhuǎn)變。間的轉(zhuǎn)變，稱為高低型轉(zhuǎn)變。此種轉(zhuǎn)變沒有晶格的重排，只有晶格的扭曲或伸長，因此變此種轉(zhuǎn)變沒有晶格的重排，只有晶格的扭曲或伸長，因此變化速度快且是可逆的?；俣瓤烨沂强赡娴摹捊?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 各種型態(tài)的各種型態(tài)的SiOSi

20、O2 2轉(zhuǎn)化溫度和體積變化不同，如圖轉(zhuǎn)化溫度和體積變化不同，如圖5-25-2所示。所示。方石英在方石英在180180270270轉(zhuǎn)化，體積變化最劇烈，而在轉(zhuǎn)化，體積變化最劇烈，而在570570. .時，時，石英轉(zhuǎn)化體積變化較小。鱗石英有兩個晶型轉(zhuǎn)化點：即石英轉(zhuǎn)化體積變化較小。鱗石英有兩個晶型轉(zhuǎn)化點：即117117和和163163，此時體積變化最小。因此用于焦?fàn)t的硅磚，此時體積變化最小。因此用于焦?fàn)t的硅磚，希望在制造過程中，盡量轉(zhuǎn)化為鱗石英。但實際生產(chǎn)的硅磚希望在制造過程中，盡量轉(zhuǎn)化為鱗石英。但實際生產(chǎn)的硅磚制品總是三種晶型同時存在。由于三種石英中鱗石英的密度制品總是三種晶型同時存在。由于三種石

21、英中鱗石英的密度最小，因此鱗石英含量愈高的硅磚，其密度愈小，如表最小，因此鱗石英含量愈高的硅磚，其密度愈小，如表5-25-2。圖圖5-2 5-2 石英晶型膨脹曲線石英晶型膨脹曲線11石英；石英；22鱗石英；鱗石英；33方石英方石英煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 由于燒成溫度、速度及原料礦化劑等的差異，制成的硅由于燒成溫度、速度及原料礦化劑等的差異，制成的硅磚由于礦相組成的差異，硅磚的真密度就不同，從表磚由于礦相組成的差異，硅磚的真密度就不同，從表5-2和圖和圖5-2可以看出，真密度小的硅磚，石英轉(zhuǎn)化較完全，膨脹過程可以看出，真密度小的硅磚，石英轉(zhuǎn)化較完全，膨脹過程平穩(wěn)，殘余膨脹小，有利于保持

22、爐體嚴密。此外，磷石英的平穩(wěn)，殘余膨脹小，有利于保持爐體嚴密。此外，磷石英的荷重軟化溫度高，導(dǎo)熱性能好，故焦?fàn)t要盡量采用真密度小荷重軟化溫度高，導(dǎo)熱性能好，故焦?fàn)t要盡量采用真密度小的硅磚，一般要求在的硅磚，一般要求在2.38以下，優(yōu)質(zhì)硅磚的真密度應(yīng)在以下，優(yōu)質(zhì)硅磚的真密度應(yīng)在2.342.35之間。之間。煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 從圖從圖5-1還可以看出，硅磚的熱膨脹變化大，還可以看出，硅磚的熱膨脹變化大，600以前晶以前晶型轉(zhuǎn)變較多，故體積變化較大，而且在型轉(zhuǎn)變較多，故體積變化較大，而且在117、163、180270和和570等幾個晶型轉(zhuǎn)化點，體積變化尤為顯著，這等幾個晶型轉(zhuǎn)化點，體積

23、變化尤為顯著，這時最容易引起砌體變形和開裂。因此這對焦?fàn)t各部分材質(zhì)的選時最容易引起砌體變形和開裂。因此這對焦?fàn)t各部分材質(zhì)的選用，對焦?fàn)t的砌筑、烘爐、生產(chǎn)維修及冷爐等都有重要意義。用，對焦?fàn)t的砌筑、烘爐、生產(chǎn)維修及冷爐等都有重要意義。故硅磚的燒成和新焦?fàn)t的烘烤均需按計劃升溫，以免碎裂。根故硅磚的燒成和新焦?fàn)t的烘烤均需按計劃升溫，以免碎裂。根據(jù)硅磚具有的特性，當(dāng)用于砌筑焦?fàn)t時，可以提高燃燒室的溫據(jù)硅磚具有的特性，當(dāng)用于砌筑焦?fàn)t時，可以提高燃燒室的溫度，縮短結(jié)焦時間，增加焦?fàn)t生產(chǎn)能力，延長爐體的使用壽命，度，縮短結(jié)焦時間，增加焦?fàn)t生產(chǎn)能力，延長爐體的使用壽命，所以現(xiàn)代焦?fàn)t主要用硅磚砌筑（其各項理化指

24、標(biāo)見表所以現(xiàn)代焦?fàn)t主要用硅磚砌筑（其各項理化指標(biāo)見表5-3）。）。煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 600600700700以下時，硅磚對溫度的急變抵抗性能差，這以下時，硅磚對溫度的急變抵抗性能差，這是由于高低型晶型轉(zhuǎn)變、體積突然膨脹或收縮所致，因此硅是由于高低型晶型轉(zhuǎn)變、體積突然膨脹或收縮所致，因此硅磚不宜用于溫度劇烈變化的部位。但在磚不宜用于溫度劇烈變化的部位。但在700700以上時，由于以上時，由于硅磚的體積變化較平穩(wěn)，因此能較好地適應(yīng)溫度的急變。硅磚的體積變化較平穩(wěn)，因此能較好地適應(yīng)溫度的急變。 目前有一種用高密度硅磚砌筑焦?fàn)t的趨勢，高密度硅磚目前有一種用高密度硅磚砌筑焦?fàn)t的趨勢，高密

25、度硅磚是指氣孔率在是指氣孔率在10%10%13%13%范圍內(nèi)的硅磚，它的特點是密度高，范圍內(nèi)的硅磚，它的特點是密度高，氣孔率低，因此導(dǎo)熱性能及強度均比普通硅磚好。氣孔率低，因此導(dǎo)熱性能及強度均比普通硅磚好。煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 2. 黏土磚黏土磚 黏土磚的主要原料是黏土磚的主要原料是耐火黏土耐火黏土和和高嶺土高嶺土，其主要成分，其主要成分是高嶺石（是高嶺石（Al2 O32SiO22H2O），），其余部分為其余部分為K2O、Na2O、CaO、MgO及及Fe2O3等雜質(zhì)，它們約占等雜質(zhì)，它們約占67%左右。黏土磚左右。黏土磚是以經(jīng)是以經(jīng)煅燒的硬質(zhì)耐火黏土（熟料）與部分可塑性黏土經(jīng)煅燒的

26、硬質(zhì)耐火黏土（熟料）與部分可塑性黏土經(jīng)粉碎、混合、成型、干燥后燒成的。加入熟料是為了減少粉碎、混合、成型、干燥后燒成的。加入熟料是為了減少干燥和燒成過程中的收縮，增大體積密度、降低氣孔率，干燥和燒成過程中的收縮，增大體積密度、降低氣孔率，提高耐急冷急熱性能。提高耐急冷急熱性能。 燒成過程中是高嶺石不斷失水，分解生成莫來石燒成過程中是高嶺石不斷失水，分解生成莫來石（3Al2O32SiO2）結(jié)晶的過程。其主要反應(yīng)過程如下：結(jié)晶的過程。其主要反應(yīng)過程如下： 溫度在常溫溫度在常溫150150，磚坯水分蒸發(fā)；，磚坯水分蒸發(fā)；煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 溫度在溫度在150650，高嶺石分解出結(jié)晶水：

27、，高嶺石分解出結(jié)晶水： Al2O32SiO22H2O Al2O32SiO2+2H2O 溫度在溫度在600830，無水高嶺石分解：，無水高嶺石分解：Al2O32SiO2 -Al2O3 +2SiO2 溫度在溫度在830950， -Al2O3晶型轉(zhuǎn)化為晶型轉(zhuǎn)化為 -Al2O3，并開始并開始生成莫來石結(jié)晶：生成莫來石結(jié)晶：3 Al2O3+2SiO2 3Al2O3 2SiO2 溫度在溫度在95095013501350，黏土中的雜質(zhì)在燒成過程中與氧化鋁、氧化硅形成共晶低，黏土中的雜質(zhì)在燒成過程中與氧化鋁、氧化硅形成共晶低熔點硅酸鹽，并進而熔化包圍在莫來石周圍，促進顆粒的熔解，重熔點硅酸鹽，并進而熔化包圍在

28、莫來石周圍，促進顆粒的熔解，重結(jié)晶和重排過程最終形成堅硬制品。結(jié)晶和重排過程最終形成堅硬制品。一般燒成后的黏土制品中含有一般燒成后的黏土制品中含有30%30%45%45%的莫來石結(jié)晶，在其周圍除上述非晶質(zhì)玻璃相外，還有部的莫來石結(jié)晶，在其周圍除上述非晶質(zhì)玻璃相外，還有部分方石英。黏土磚屬于酸性耐火材料，能很好地抵抗酸性渣的浸蝕，分方石英。黏土磚屬于酸性耐火材料，能很好地抵抗酸性渣的浸蝕，對堿性渣的抗蝕能力較差，其耐火度雖高，但荷重軟化開始溫度較對堿性渣的抗蝕能力較差，其耐火度雖高，但荷重軟化開始溫度較低，而且軟化變形溫度間隔很大，可達低，而且軟化變形溫度間隔很大，可達200，實際上在遠低于荷，

29、實際上在遠低于荷重軟化開始溫度之前即開始發(fā)生高溫蠕變。重軟化開始溫度之前即開始發(fā)生高溫蠕變。 煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 這是因為在黏土磚中除了高耐火度的莫來石結(jié)晶外，這是因為在黏土磚中除了高耐火度的莫來石結(jié)晶外，還含有幾乎達還含有幾乎達50%的玻璃相，后者的軟化開始溫度很低，的玻璃相，后者的軟化開始溫度很低，但熔融物的黏度卻很大，故出現(xiàn)上述情況。但熔融物的黏度卻很大，故出現(xiàn)上述情況。 黏土磚的熱穩(wěn)定性好，但導(dǎo)熱性和機械強度較硅磚差。黏土磚的熱穩(wěn)定性好，但導(dǎo)熱性和機械強度較硅磚差。與硅磚相比，黏土磚的總膨脹率僅為硅磚的與硅磚相比，黏土磚的總膨脹率僅為硅磚的1/21/21/31/3，且，且

30、膨脹量基本上與溫度成比例地直線增長，而硅磚膨脹變化膨脹量基本上與溫度成比例地直線增長，而硅磚膨脹變化量主要在量主要在600以前，以前，600以后硅磚的體積變化較穩(wěn)定。以后硅磚的體積變化較穩(wěn)定。因此，黏土磚焦?fàn)t在炭化室溫度變化范圍內(nèi)的體積變化量因此，黏土磚焦?fàn)t在炭化室溫度變化范圍內(nèi)的體積變化量要比硅磚焦?fàn)t大。要比硅磚焦?fàn)t大。煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 由于黏土磚焦?fàn)t加熱到由于黏土磚焦?fàn)t加熱到11001100的總膨脹量較小且均勻，的總膨脹量較小且均勻，抗溫度急變性強，故黏土磚焦?fàn)t的抗溫度急變性強，故黏土磚焦?fàn)t的烘爐期短烘爐期短，但，但加熱到加熱到12001200以上時，會出現(xiàn)殘余收縮以上時，

31、會出現(xiàn)殘余收縮，這是由于黏土制品中的礦，這是由于黏土制品中的礦物繼續(xù)產(chǎn)生再結(jié)晶，以及在高溫下制品中的低熔點化合物逐物繼續(xù)產(chǎn)生再結(jié)晶，以及在高溫下制品中的低熔點化合物逐漸熔化，在表面張力的作用下使固體顆粒互相靠近所致。收漸熔化，在表面張力的作用下使固體顆粒互相靠近所致。收縮的大小與配料組成及燒成溫度有關(guān)。因此縮的大小與配料組成及燒成溫度有關(guān)。因此黏土磚焦?fàn)t在高黏土磚焦?fàn)t在高溫下長期使用過程中，磚縫可能產(chǎn)生空隙，會破壞砌體的嚴溫下長期使用過程中，磚縫可能產(chǎn)生空隙，會破壞砌體的嚴密性。密性。 由于上述特點，對由于上述特點，對大型焦?fàn)t黏土磚不用于高溫部位，主大型焦?fàn)t黏土磚不用于高溫部位，主要用于溫度較

32、低且波動較大的部位要用于溫度較低且波動較大的部位，如爐門、上升管襯磚、，如爐門、上升管襯磚、小煙道襯磚、蓄熱室封墻和爐頂?shù)取ｐね链u的各項理化指標(biāo)小煙道襯磚、蓄熱室封墻和爐頂?shù)?。黏土磚的各項理化指標(biāo)見表見表5-45-4。煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 黏土磚原料來源廣，制作容易，成本低，因而有些小黏土磚原料來源廣，制作容易，成本低，因而有些小焦?fàn)t可采用黏土磚砌筑，但一定要嚴格控制操作溫度，焦?fàn)t可采用黏土磚砌筑，但一定要嚴格控制操作溫度，以免造成焦?fàn)t損壞。以免造成焦?fàn)t損壞。煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 3高鋁磚高鋁磚 含含Al2O3高于高于4848的鋁硅質(zhì)耐火磚叫高鋁磚，它是以的鋁硅質(zhì)耐火磚

33、叫高鋁磚，它是以高高鋁礬土鋁礬土為原料，并用與黏土磚類同的制造方法制成。它的耐為原料，并用與黏土磚類同的制造方法制成。它的耐火度及荷重軟化開始溫度均高于黏土磚，抗渣性能也好，耐火度及荷重軟化開始溫度均高于黏土磚，抗渣性能也好，耐急冷急熱性雖不如黏土磚但優(yōu)于硅磚，可用于砌筑燃燒室急冷急熱性雖不如黏土磚但優(yōu)于硅磚，可用于砌筑燃燒室爐爐頭或爐門襯磚頭或爐門襯磚。 4耐熱混凝土耐熱混凝土 它是一種長期承受高溫作用的特種混凝土，是由耐火骨它是一種長期承受高溫作用的特種混凝土，是由耐火骨料、適當(dāng)?shù)哪z凝材料（有時還摻入礦物質(zhì)和有機摻合料）和料、適當(dāng)?shù)哪z凝材料（有時還摻入礦物質(zhì)和有機摻合料）和水按一定比例調(diào)制

34、成泥料，經(jīng)搗制或振動成型、繼而凝結(jié)、水按一定比例調(diào)制成泥料，經(jīng)搗制或振動成型、繼而凝結(jié)、硬化、脫模、養(yǎng)護烘干而產(chǎn)生的具有一定強度的耐高溫制品。硬化、脫模、養(yǎng)護烘干而產(chǎn)生的具有一定強度的耐高溫制品。煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 通常以通常以礬土礬土、廢耐火磚廢耐火磚、高爐礦渣高爐礦渣等作為骨料，以礬土等作為骨料，以礬土水泥、硅酸鹽水泥、磷酸和水玻璃等作為膠凝材料，根據(jù)骨水泥、硅酸鹽水泥、磷酸和水玻璃等作為膠凝材料，根據(jù)骨料和膠凝材料的不同，耐熱混凝土分為很多類型，其組成不料和膠凝材料的不同，耐熱混凝土分為很多類型，其組成不同，性質(zhì)各異，因而其使用范圍也不同。這種耐火制品與耐同，性質(zhì)各異，因而

35、其使用范圍也不同。這種耐火制品與耐火磚相比，具有以下優(yōu)點：火磚相比，具有以下優(yōu)點： （1 1）使用前不必經(jīng)過燒結(jié)，減少了制造耐火磚復(fù)雜的工）使用前不必經(jīng)過燒結(jié)，減少了制造耐火磚復(fù)雜的工藝，制備工藝簡單，可就地制成各種需要的形狀。藝，制備工藝簡單，可就地制成各種需要的形狀。 （2 2）常溫下迅速產(chǎn)生強度，而且維持到操作溫度下而不）常溫下迅速產(chǎn)生強度，而且維持到操作溫度下而不下降。下降。 耐熱混凝土在焦?fàn)t上已使用多年，主要用于耐熱混凝土在焦?fàn)t上已使用多年，主要用于爐門和上升爐門和上升管襯磚等管襯磚等部位。部位。煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 5. 耐火泥耐火泥 耐火泥是一種使砌體成為一個整體的黏

36、結(jié)劑，它應(yīng)有耐火泥是一種使砌體成為一個整體的黏結(jié)劑，它應(yīng)有與砌體用磚相一致的性能，使用中應(yīng)滿足以下要求：與砌體用磚相一致的性能，使用中應(yīng)滿足以下要求： 有一定的黏結(jié)性和良好的填塞能力；有一定的黏結(jié)性和良好的填塞能力； 有較小的收縮性，以防磚縫干固時開裂；有較小的收縮性，以防磚縫干固時開裂； 有一定的耐火度和荷重軟化開始溫度；有一定的耐火度和荷重軟化開始溫度； 有一定的保水性，便于施工，保證質(zhì)量；有一定的保水性，便于施工，保證質(zhì)量； 在使用溫度下發(fā)生燒結(jié)，以增加砌體的機械強度。在使用溫度下發(fā)生燒結(jié)，以增加砌體的機械強度。煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 凡與金屬埋入件相接觸的砌體部位，需在耐火泥

37、中加入凡與金屬埋入件相接觸的砌體部位，需在耐火泥中加入精礦粉。用于砌筑焦?fàn)t頂面磚時，應(yīng)在耐火泥中加入能增加精礦粉。用于砌筑焦?fàn)t頂面磚時，應(yīng)在耐火泥中加入能增加強度的水凝性膠結(jié)劑強度的水凝性膠結(jié)劑硅酸鹽水泥和石英砂。硅酸鹽水泥和石英砂。 砌筑焦?fàn)t用的耐火泥分為砌筑焦?fàn)t用的耐火泥分為硅火泥硅火泥和和黏土火泥黏土火泥。硅火泥是硅火泥是用硅石、廢硅磚粉和耐火黏土（生黏土）配制而成的粉料。用硅石、廢硅磚粉和耐火黏土（生黏土）配制而成的粉料。廢硅磚粉的加入能改善火泥與硅磚的高溫黏結(jié)性能，這是因廢硅磚粉的加入能改善火泥與硅磚的高溫黏結(jié)性能，這是因為硅磚粉具有與硅磚相一致的熱膨脹曲線，因此在石英晶型為硅磚粉具

38、有與硅磚相一致的熱膨脹曲線，因此在石英晶型轉(zhuǎn)化而引起的體積變化時，火泥脫離硅磚的可能性較小，黏轉(zhuǎn)化而引起的體積變化時，火泥脫離硅磚的可能性較小，黏附于硅磚的能力良好。一般硅磚粉含量在附于硅磚的能力良好。一般硅磚粉含量在20%20%30%30%較合適。較合適。硅火泥中加入生黏土可以增加可塑性，降低透氣性和失水率，硅火泥中加入生黏土可以增加可塑性，降低透氣性和失水率，但加入量不宜過大，否則會使硅火泥的耐火度降低、收縮率但加入量不宜過大，否則會使硅火泥的耐火度降低、收縮率增加，一般以不超過增加，一般以不超過15%15%20%20%為宜。根據(jù)為宜。根據(jù)SiOSiO2 2的含量不同，的含量不同，可分為高

39、溫（可分為高溫（15001500）、中溫（）、中溫（1350135015001500）和低溫）和低溫（1000100013501350）三種硅火泥。）三種硅火泥。 煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 硅火泥對粒度的要求為：硅火泥對粒度的要求為：1 1mmmm以上的不大于以上的不大于3 3，小于，小于0.20.2mmmm的不小于的不小于8080，一般好用的灰漿應(yīng)能活動，一般好用的灰漿應(yīng)能活動15152020s s，可可用用“時間時間”表示使用性能，而使用性能與顆粒組成有關(guān)。實表示使用性能，而使用性能與顆粒組成有關(guān)。實踐表明：粒度太細，吸水性強，太粗其失水速度快，均不宜踐表明：粒度太細，吸水性強，太

40、粗其失水速度快，均不宜使用。比較合適的粒度組成如下：使用。比較合適的粒度組成如下： 粒度粒度/ /mm 0.077 0.1 0.2 0.44mm 0.077 0.1 0.2 9994 99 黏土火泥是由煅燒過的塊狀熟料或粉碎黏土磚加入結(jié)合黏土火泥是由煅燒過的塊狀熟料或粉碎黏土磚加入結(jié)合黏土（生黏土）制成黏土（生黏土）制成。熟料是黏土火泥的主要成分，約占熟料是黏土火泥的主要成分，約占60%60%80%80%。生黏土是結(jié)合劑，加入生黏土可增加可塑性，降。生黏土是結(jié)合劑，加入生黏土可增加可塑性，降低透氣性和失水率，但加大收縮性，配入生黏土過多容易產(chǎn)低透氣性和失水率，但加大收縮性，配入生黏土過多容易產(chǎn)

41、生裂紋，故配料比不宜過大，約占生裂紋，故配料比不宜過大，約占20%20%40%40%。煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 黏土火泥的使用溫度一般均低于黏土火泥的使用溫度一般均低于1000。焦?fàn)t用黏土火泥。焦?fàn)t用黏土火泥一般為細粒級及中粒級，粒度分別為通過一般為細粒級及中粒級，粒度分別為通過0.5mm和和1mm的篩的篩孔應(yīng)大于孔應(yīng)大于97%。 黏土火泥除用于砌筑黏土磚部位外，還大量用于黏土火泥除用于砌筑黏土磚部位外，還大量用于修補焦?fàn)t修補焦?fàn)t。 6其它筑爐材料其它筑爐材料 隔熱材料隔熱材料 通常導(dǎo)熱系數(shù)小于通常導(dǎo)熱系數(shù)小于0.837kJ/(mhk)的建筑材的建筑材料稱為隔熱材料。一般它具有氣孔率大

42、而氣孔小，機械強度低，料稱為隔熱材料。一般它具有氣孔率大而氣孔小，機械強度低，體積密度小等特點，常見的隔熱材料及其主要性能如表體積密度小等特點，常見的隔熱材料及其主要性能如表5-5。 總之，各種隔熱材料可散料直接使用，也可加水調(diào)成膠泥總之，各種隔熱材料可散料直接使用，也可加水調(diào)成膠泥狀涂抹使用。選用時應(yīng)考慮到它們的最高允許使用溫度，超過狀涂抹使用。選用時應(yīng)考慮到它們的最高允許使用溫度，超過規(guī)定溫度，隔熱材料會喪失強度或破裂。規(guī)定溫度，隔熱材料會喪失強度或破裂。煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 （2 2）水玻璃）水玻璃 是由磨細的石英砂或石英粉與碳酸鈉或硫是由磨細的石英砂或石英粉與碳酸鈉或硫酸鈉

43、按一定比例配合后，經(jīng)酸鈉按一定比例配合后，經(jīng)1300130014001400o oC C的熔融化合得到的的熔融化合得到的塊狀固體硅酸鈉，若再將其用蒸汽熔化，則得到液狀的硅酸塊狀固體硅酸鈉，若再將其用蒸汽熔化，則得到液狀的硅酸鈉?；痉磻?yīng)如下：鈉?；痉磻?yīng)如下： Na Na2 2COCO3 3+nSiO+nSiO2 2 Na Na2 2OnSiOOnSiO2 2+CO+CO2 2 煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 NaNa2 2OnSiOOnSiO2 2即水玻璃的分子式，其中即水玻璃的分子式，其中n n為水玻璃的模數(shù)，為水玻璃的模數(shù)，表示表示SiOSiO2 2 / Na/ Na2 2O O的分子

44、比值，該值一般為的分子比值，該值一般為1.51.53.53.5。筑爐。筑爐和修爐用的水玻璃均系水玻璃的水溶液。和修爐用的水玻璃均系水玻璃的水溶液。 水玻璃是一種礦物膠凝劑，具有黏結(jié)能力，其值大小與水玻璃是一種礦物膠凝劑，具有黏結(jié)能力，其值大小與模數(shù)、濃度和溫度有關(guān)。它屬于氣凝性膠凝材料，由于空氣模數(shù)、濃度和溫度有關(guān)。它屬于氣凝性膠凝材料，由于空氣中中CO2的作用，以及干燥而析出的的作用，以及干燥而析出的SiO2凝膠，混料中加入一凝膠，混料中加入一定量的水玻璃后，因為定量的水玻璃后，因為SiO2的膠凝作用，在常溫下硬化而使的膠凝作用，在常溫下硬化而使砌體具有早期強度。水玻璃的加入還可降低砌體和泥

45、料的燒砌體具有早期強度。水玻璃的加入還可降低砌體和泥料的燒結(jié)溫度。結(jié)溫度。 除上述筑爐材料之外，還有普通水泥、紅磚和缸磚等，除上述筑爐材料之外，還有普通水泥、紅磚和缸磚等，主要用于焦?fàn)t基礎(chǔ)和抵抗墻、爐頂?shù)炔课?。主要用于焦?fàn)t基礎(chǔ)和抵抗墻、爐頂?shù)炔课?。煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 第二節(jié)第二節(jié) 護爐設(shè)備護爐設(shè)備 焦?fàn)t砌體的外部應(yīng)按裝護爐設(shè)備，如圖焦?fàn)t砌體的外部應(yīng)按裝護爐設(shè)備，如圖5-3。這些設(shè)備。這些設(shè)備包括：包括：爐拄爐拄、保護板保護板、縱橫拉條縱橫拉條、彈簧彈簧、爐門框爐門框、抵抗墻抵抗墻及及機焦側(cè)操作臺機焦側(cè)操作臺等。等。圖圖5-3 5-3 護爐設(shè)備裝配簡圖護爐設(shè)備裝配簡圖11拉條；拉條

46、；22彈簧；彈簧；33爐門框；爐門框；44爐柱；爐柱；55保護板；保護板；66爐門掛鉤爐門掛鉤爐門爐門框縱橫拉條爐柱煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 一、護爐設(shè)備的作用一、護爐設(shè)備的作用 護爐設(shè)備的主要作用是利用可調(diào)節(jié)的彈簧的勢能，連續(xù)護爐設(shè)備的主要作用是利用可調(diào)節(jié)的彈簧的勢能，連續(xù)不斷地向砌體施加足夠的、分布均勻合理的保護性壓力，使不斷地向砌體施加足夠的、分布均勻合理的保護性壓力，使砌體在自身膨脹和外力作用下仍能保持完整性和嚴密性，并砌體在自身膨脹和外力作用下仍能保持完整性和嚴密性，并有足夠的強度，從而保證焦?fàn)t的正常生產(chǎn)。有足夠的強度，從而保證焦?fàn)t的正常生產(chǎn)。 護爐設(shè)備對爐體的保護分別沿爐組

47、長向護爐設(shè)備對爐體的保護分別沿爐組長向 ( (縱向縱向) )和燃燒室和燃燒室長向長向( (橫向橫向) )分布，縱向為：兩端抵抗墻，彈簧組，縱拉條；分布，縱向為：兩端抵抗墻，彈簧組，縱拉條；橫向為：兩側(cè)爐柱、上下橫拉條、彈簧、保護板和爐門框等橫向為：兩側(cè)爐柱、上下橫拉條、彈簧、保護板和爐門框等。 1爐體橫向膨脹及護爐設(shè)備的作用（爐體橫向膨脹及護爐設(shè)備的作用（向機焦側(cè)膨脹向機焦側(cè)膨脹） 爐體橫向（即燃燒室長向）不設(shè)膨脹縫，烘爐期間，隨爐體橫向（即燃燒室長向）不設(shè)膨脹縫，烘爐期間，隨爐溫升高爐體橫向逐漸伸長。投產(chǎn)后的爐溫升高爐體橫向逐漸伸長。投產(chǎn)后的23年內(nèi)，由于二氧化年內(nèi)，由于二氧化硅繼續(xù)向鱗石英

48、轉(zhuǎn)化，爐體繼續(xù)伸長。此外，以后周期性的硅繼續(xù)向鱗石英轉(zhuǎn)化，爐體繼續(xù)伸長。此外，以后周期性的裝煤出焦，導(dǎo)致爐體周期性的膨脹、收縮。正常情況下，年裝煤出焦，導(dǎo)致爐體周期性的膨脹、收縮。正常情況下，年伸長量大約在伸長量大約在5mm以下。以下。煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 橫向膨脹時，每個結(jié)構(gòu)單元沿蓄熱室底層磚與基礎(chǔ)平橫向膨脹時，每個結(jié)構(gòu)單元沿蓄熱室底層磚與基礎(chǔ)平面間滑動層作整體移動?？繖C焦兩側(cè)護爐設(shè)備所施加的保面間滑動層作整體移動?？繖C焦兩側(cè)護爐設(shè)備所施加的保護性壓力保證砌體在膨脹過程中完整、嚴密。但是，無論護性壓力保證砌體在膨脹過程中完整、嚴密。但是，無論烘爐還是生產(chǎn)期間，爐體上下各部位溫度不

49、同，致使膨脹烘爐還是生產(chǎn)期間，爐體上下各部位溫度不同，致使膨脹量不同，而硅磚又近乎剛體，故砌體升溫過程中出現(xiàn)磚縫量不同，而硅磚又近乎剛體，故砌體升溫過程中出現(xiàn)磚縫拉裂是不可避免的。為此，要保持砌體的完整性和嚴密性，拉裂是不可避免的。為此，要保持砌體的完整性和嚴密性，除在筑爐時，充分考慮耐火泥的燒結(jié)溫度和保證磚縫飽滿除在筑爐時，充分考慮耐火泥的燒結(jié)溫度和保證磚縫飽滿外，要求護爐設(shè)備在機焦兩側(cè)能夠提供給砌體橫向保護性外，要求護爐設(shè)備在機焦兩側(cè)能夠提供給砌體橫向保護性壓力，應(yīng)同各部位的膨脹量相適應(yīng)。橫向護爐設(shè)備的組成，壓力，應(yīng)同各部位的膨脹量相適應(yīng)。橫向護爐設(shè)備的組成，裝配如圖裝配如圖5-4。煉焦?fàn)t

50、的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備圖圖5-4 5-4 爐柱、橫拉條和彈簧裝配示意圖爐柱、橫拉條和彈簧裝配示意圖11上部橫拉條；上部橫拉條；22上部大彈簧；上部大彈簧；33下部橫拉條；下部橫拉條；44下部下部小彈簧；小彈簧；55蓄熱室保護板；蓄熱室保護板；66上部小彈簧；上部小彈簧；77爐柱；爐柱；88木墊；木墊；99小橫梁；小橫梁；1010小爐柱小爐柱煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 2 2爐體縱向膨脹及護爐設(shè)備的作用爐體縱向膨脹及護爐設(shè)備的作用 爐體縱向膨脹爐體縱向膨脹靠設(shè)在斜道區(qū)和爐頂區(qū)以及兩側(cè)爐端墻處的膨靠設(shè)在斜道區(qū)和爐頂區(qū)以及兩側(cè)爐端墻處的膨脹縫吸收，正常情況下，抵抗墻只產(chǎn)生有限的向外傾斜，砌

51、體在脹縫吸收，正常情況下，抵抗墻只產(chǎn)生有限的向外傾斜，砌體在縱向膨脹時對兩端抵抗墻產(chǎn)生向外的推力。與此同時，抵抗墻和縱向膨脹時對兩端抵抗墻產(chǎn)生向外的推力。與此同時，抵抗墻和縱拉條的組合結(jié)構(gòu)通過彈簧組給砌體以保護性壓力。當(dāng)此力超過縱拉條的組合結(jié)構(gòu)通過彈簧組給砌體以保護性壓力。當(dāng)此力超過各層膨脹縫的滑動面摩擦阻力時，砌體內(nèi)部發(fā)生相對位移使膨脹各層膨脹縫的滑動面摩擦阻力時，砌體內(nèi)部發(fā)生相對位移使膨脹縫變窄。膨脹縫所在區(qū)域的上部負載越大，膨脹縫層數(shù)越多，滑縫變窄。膨脹縫所在區(qū)域的上部負載越大，膨脹縫層數(shù)越多，滑動面越大越粗糙，甚至在滑動面上誤抹灰漿，則摩擦阻力越大，動面越大越粗糙，甚至在滑動面上誤抹灰

52、漿，則摩擦阻力越大，抵抗墻所受推力就越大，則縱拉條的斷面應(yīng)愈大，彈簧組提供的抵抗墻所受推力就越大，則縱拉條的斷面應(yīng)愈大，彈簧組提供的負荷噸位也應(yīng)愈高。負荷噸位也應(yīng)愈高。 縱拉條失效是抵抗墻向外傾斜的主要原因。這不僅有損于爐縱拉條失效是抵抗墻向外傾斜的主要原因。這不僅有損于爐體的嚴密性，而且還會使炭化室墻呈扇型向外傾斜。體的嚴密性，而且還會使炭化室墻呈扇型向外傾斜。 煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 3護爐設(shè)備的其它作用護爐設(shè)備的其它作用 在結(jié)焦過程中煤料膨脹以及推焦時焦餅壓縮所產(chǎn)生的側(cè)壓在結(jié)焦過程中煤料膨脹以及推焦時焦餅壓縮所產(chǎn)生的側(cè)壓力，使燃燒室整體受彎曲應(yīng)力，在伸長的一側(cè)產(chǎn)生拉應(yīng)力。爐力，

53、使燃燒室整體受彎曲應(yīng)力，在伸長的一側(cè)產(chǎn)生拉應(yīng)力。爐墻內(nèi)從炭化室側(cè)到燃燒室側(cè)的溫差，也使炭化室墻產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。墻內(nèi)從炭化室側(cè)到燃燒室側(cè)的溫差，也使炭化室墻產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。因此護爐設(shè)備的作用也在于用保護性壓力來抵消這些應(yīng)力。此因此護爐設(shè)備的作用也在于用保護性壓力來抵消這些應(yīng)力。此外，開關(guān)爐門時爐體受到強大的沖擊力，推焦時焦餅產(chǎn)生的摩外，開關(guān)爐門時爐體受到強大的沖擊力，推焦時焦餅產(chǎn)生的摩擦力等，都需要護爐設(shè)備將砌體箍緊，爐體才能具有足夠的結(jié)擦力等，都需要護爐設(shè)備將砌體箍緊，爐體才能具有足夠的結(jié)構(gòu)強度。另外，爐柱還是機焦側(cè)操作臺和集氣管等設(shè)備的支架。構(gòu)強度。另外，爐柱還是機焦側(cè)操作臺和集氣管等設(shè)備的支架。煉

54、焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 二、保護板、爐門框及爐柱二、保護板、爐門框及爐柱 保護板、爐門框及爐柱的主要作用是將保護性壓力均勻合理地分布保護板、爐門框及爐柱的主要作用是將保護性壓力均勻合理地分布在砌體上，同時保證爐頭砌體、保護板、爐門框和爐門刀邊之間的密封在砌體上，同時保證爐頭砌體、保護板、爐門框和爐門刀邊之間的密封。因此，要求其緊靠爐頭且彎曲度不能過大。因此，要求其緊靠爐頭且彎曲度不能過大。 目前，我國焦?fàn)t用的保護板分為大、中、小三種類型，如圖目前，我國焦?fàn)t用的保護板分為大、中、小三種類型，如圖5-5 5-5 、5-65-6和和5-75-7，并以此配合相應(yīng)的爐門框。各類保護板的型式、材料

55、、結(jié)構(gòu)，并以此配合相應(yīng)的爐門框。各類保護板的型式、材料、結(jié)構(gòu)方式分別見表方式分別見表5-65-6。圖圖5-5 5-5 大保護板裝配圖大保護板裝配圖11保護板；保護板；22爐門框；爐門框；33固定爐門框螺栓；固定爐門框螺栓；44石棉繩石棉繩煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 現(xiàn)在大型焦?fàn)t均采用大保護板，原使用小保護板的己陸續(xù)改用現(xiàn)在大型焦?fàn)t均采用大保護板，原使用小保護板的己陸續(xù)改用中保護板，小保護板僅用于小型焦?fàn)t。中保護板，小保護板僅用于小型焦?fàn)t。煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 表表5-6 大、中、小型保護板性能的比較大、中、小型保護板性能的比較煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 大保護板（或爐門

56、框）的彎曲度過大，則爐門很難對嚴，大保護板（或爐門框）的彎曲度過大，則爐門很難對嚴，當(dāng)彎曲度超過當(dāng)彎曲度超過3030mmmm時，應(yīng)當(dāng)更換。爐門框因高溫作用而彎曲，時，應(yīng)當(dāng)更換。爐門框因高溫作用而彎曲，使其周圍成為焦?fàn)t的主要冒煙區(qū)，至今尚未有妥善解決的辦使其周圍成為焦?fàn)t的主要冒煙區(qū)，至今尚未有妥善解決的辦法，隨炭化室高度增加，問題更顯突出。法，隨炭化室高度增加，問題更顯突出。增大斷面系數(shù)雖能增大斷面系數(shù)雖能提高冷態(tài)剛度，但長期高溫作用下仍不免變形。采用中空爐提高冷態(tài)剛度，但長期高溫作用下仍不免變形。采用中空爐門框要周邊保持相同厚度，使加工困難，且長期使用會造成門框要周邊保持相同厚度，使加工困難，

57、且長期使用會造成內(nèi)外溫差加大，也有損強度。內(nèi)外溫差加大，也有損強度。 爐門框與爐頭或保護板間的密封，過去采用石棉繩，石爐門框與爐頭或保護板間的密封，過去采用石棉繩，石棉最高工作溫度約為棉最高工作溫度約為530530，且沒有彈性。當(dāng)爐門框稍有變形，且沒有彈性。當(dāng)爐門框稍有變形就會出現(xiàn)縫隙，致使?fàn)t頭冒煙。冒出荒煤氣的的溫度超過就會出現(xiàn)縫隙，致使?fàn)t頭冒煙。冒出荒煤氣的的溫度超過530530時，石棉繩損壞加快，冒煙量增大，從而造成惡性循環(huán)時，石棉繩損壞加快，冒煙量增大，從而造成惡性循環(huán)。國外有用陶瓷纖維氈代替石棉繩的介紹，因其工作溫度國外有用陶瓷纖維氈代替石棉繩的介紹，因其工作溫度 高，高，強度大，有

58、彈性，因而具備高溫密封材料的基本要求，據(jù)有強度大，有彈性，因而具備高溫密封材料的基本要求，據(jù)有關(guān)資料介紹，近幾年來陶瓷纖維用于關(guān)資料介紹，近幾年來陶瓷纖維用于200200多個爐門框，尚無漏多個爐門框，尚無漏氣現(xiàn)象。氣現(xiàn)象。煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 爐門框是固定爐門的，為此要求爐門框有一定的強度和爐門框是固定爐門的，為此要求爐門框有一定的強度和剛度，加工面應(yīng)光滑平直，以使與爐門刀邊嚴密接觸，密封剛度，加工面應(yīng)光滑平直，以使與爐門刀邊嚴密接觸，密封爐門。另外，爐門框在安裝時上下要垂直對正。爐門。另外，爐門框在安裝時上下要垂直對正。 爐柱是用兩根工字鋼（或槽鋼）焊接而成的，也可由特爐柱是用兩

59、根工字鋼（或槽鋼）焊接而成的，也可由特制的方型的空心鋼制成，安裝在機、焦側(cè)爐頭保護板的外面，制的方型的空心鋼制成，安裝在機、焦側(cè)爐頭保護板的外面，由上下橫拉條將機、焦兩側(cè)的爐柱拉緊。上部橫拉條的機側(cè)由上下橫拉條將機、焦兩側(cè)的爐柱拉緊。上部橫拉條的機側(cè)和下部橫拉條的機焦兩側(cè)均裝有大彈簧。焦側(cè)的上部橫拉條和下部橫拉條的機焦兩側(cè)均裝有大彈簧。焦側(cè)的上部橫拉條因受焦餅推出時的燒烤，故不設(shè)彈簧。爐柱內(nèi)沿高向裝有若因受焦餅推出時的燒烤，故不設(shè)彈簧。爐柱內(nèi)沿高向裝有若干小彈簧，分別壓緊燃燒室和蓄熱室保護板。干小彈簧，分別壓緊燃燒室和蓄熱室保護板。 爐柱通過保護板和爐門框承受爐體的膨脹壓力，即爐柱通過保護板和

60、爐門框承受爐體的膨脹壓力，即護爐鐵件主要靠爐柱本身應(yīng)力和彈簧的外加力給爐體以保護護爐鐵件主要靠爐柱本身應(yīng)力和彈簧的外加力給爐體以保護性壓力。因此，爐柱是護爐設(shè)備中最主要的部件。性壓力。因此，爐柱是護爐設(shè)備中最主要的部件。煉焦?fàn)t的機械設(shè)備煉焦?fàn)t的機械設(shè)備 爐體的膨脹，一是磚本身的爐體的膨脹，一是磚本身的線膨脹線膨脹，這個膨脹壓力很大，這個膨脹壓力很大，因此在爐體升溫時，必須控制升溫速度，防止急劇膨脹；二因此在爐體升溫時，必須控制升溫速度，防止急劇膨脹；二是由于砌體熱脹冷縮使是由于砌體熱脹冷縮使磚和磚縫產(chǎn)生裂紋，被石墨填充，造磚和磚縫產(chǎn)生裂紋，被石墨填充，造成爐體不斷伸長而產(chǎn)生的膨脹力成爐體不斷伸