加熱爐用耐火材料

1、第十章第十章 加熱爐用耐火材料加熱爐用耐火材料2湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地加熱爐，即熱處理爐，在鋼鐵領域，按用途有軋鋼用加熱爐，加熱爐，即熱處理爐，在鋼鐵領域，按用途有軋鋼用加熱爐，鍛造用加熱爐等。鍛造用加熱爐等。對于間歇操作的加熱爐，有室狀爐、車底爐、罩式爐、井式對于間歇操作的加熱爐，有室狀爐、車底爐、罩式爐、井式爐、流動離子爐、馬弗爐等。爐、流動離子爐、馬弗爐等。對于連續(xù)操作的加熱爐，有直通（推桿）式爐、輥底爐、步對于連續(xù)操作的加熱爐，有直通（推桿）式爐、輥底爐、步進爐、鏈帶爐等。進爐、鏈帶爐等。熱處理溫度不高，加熱爐一般使用溫度不超過熱處理溫度不高，

2、加熱爐一般使用溫度不超過1300C。爐襯一般用氧化鋁含量為爐襯一般用氧化鋁含量為3675%的鋁硅系耐火材料的鋁硅系耐火材料。3湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地初軋廠的均熱爐初軋廠的均熱爐熱軋廠的加熱爐熱軋廠的加熱爐本章主要知識點冷軋廠的罩式退火爐冷軋廠的罩式退火爐軋鋼用耐火材料軋鋼用耐火材料4湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地基本要求基本要求:了解耐火材料在加熱爐中的使用，掌握加熱爐用耐了解耐火材料在加熱爐中的使用，掌握加熱爐用耐 火材料損壞的原因；火材料損壞的原因；難點和重點難點和重點: : 加熱爐用耐火材料的要求和性能加熱爐用耐

3、火材料的要求和性能. .思考題：思考題：1. 1. 軋鋼用加熱爐主要有幾種類型？軋鋼用加熱爐主要有幾種類型？ 2. 2. 加熱爐用耐火材料的主要材質(zhì)有哪些，有些什么加熱爐用耐火材料的主要材質(zhì)有哪些，有些什么 類型，分別用于什么部位？類型，分別用于什么部位？ 3. 3. 加熱爐用耐火材料的損壞原因是什么？加熱爐用耐火材料的損壞原因是什么？5湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地了解軋鋼及其工藝流程6湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地7湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地8湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建

4、國家重點實驗室培育基地9湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地10湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地11湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地 均熱爐是軋鋼廠用加熱爐之一。由爐蓋、爐墻、爐底和均熱爐是軋鋼廠用加熱爐之一。由爐蓋、爐墻、爐底和換熱裝置等部分組成。換熱裝置等部分組成。 1 1、均熱爐、均熱爐soaking pit(furnace) 均熱爐的結(jié)構(gòu)均熱爐的結(jié)構(gòu)12湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地 脫模后的熱鋼錠或冷鋼錠垂直放在爐坑中，上加爐蓋，脫模后的熱鋼錠或冷鋼錠垂直放在

5、爐坑中，上加爐蓋，將鋼錠加熱至軋制溫度的工業(yè)爐。將鋼錠加熱至軋制溫度的工業(yè)爐。 作用：作用：在初軋前把鋼錠加熱或保溫一定時間，通過熱擴在初軋前把鋼錠加熱或保溫一定時間，通過熱擴散使鋼錠內(nèi)部溫度均勻而散使鋼錠內(nèi)部溫度均勻而適于金屬塑性加工適于金屬塑性加工，以供軋鋼機，以供軋鋼機軋制成大、中、小型鋼坯，然后軋制成各種鋼材。軋制成大、中、小型鋼坯，然后軋制成各種鋼材。 如果是連鑄坯，則可直接軋制成各種鋼材，不用經(jīng)過均如果是連鑄坯，則可直接軋制成各種鋼材，不用經(jīng)過均熱爐加熱。熱爐加熱。 均熱爐作用均熱爐作用13湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地 爐膛為長方體形，鋼錠在爐內(nèi)

6、豎放。通常由幾個爐坑組爐膛為長方體形，鋼錠在爐內(nèi)豎放。通常由幾個爐坑組成一組成一組, ,共用一套控制系統(tǒng)。共用一套控制系統(tǒng)。 多數(shù)使用多數(shù)使用氣體燃料氣體燃料加熱加熱, ,也可用也可用重油重油。 均熱爐是周期性工作的，其溫度制度和供熱制度隨時間均熱爐是周期性工作的，其溫度制度和供熱制度隨時間變化。均熱爐主要用于均熱脫模后的熱鋼錠，也可加熱冷變化。均熱爐主要用于均熱脫模后的熱鋼錠，也可加熱冷鋼錠。鋼錠。均熱爐使用環(huán)境均熱爐使用環(huán)境14湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地 蓄熱式均熱爐蓄熱式均熱爐 爐坑兩端有蓄熱室，預熱空氣和煤氣。爐坑兩端有蓄熱室，預熱空氣和煤氣。 其

7、缺點是來回換向、溫度不均勻，影響加熱質(zhì)量；不能適其缺點是來回換向、溫度不均勻，影響加熱質(zhì)量；不能適應大鋼錠、大軋機的要求。應大鋼錠、大軋機的要求。 按結(jié)構(gòu)特點，均熱爐可分為按結(jié)構(gòu)特點，均熱爐可分為蓄熱式蓄熱式、換熱式換熱式（有中心供熱（有中心供熱的、四角供熱的和上部雙側(cè)或單側(cè)供熱的）和的、四角供熱的和上部雙側(cè)或單側(cè)供熱的）和電均熱爐電均熱爐。均熱爐種類均熱爐種類15湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地 換熱式均熱爐換熱式均熱爐 中心供熱換熱式均熱爐，爐坑內(nèi)鋼錠靠墻放置，燒嘴在中心供熱換熱式均熱爐，爐坑內(nèi)鋼錠靠墻放置，燒嘴在爐底中央，火焰垂直向上。在爐坑兩側(cè)有換熱器，

8、預熱空爐底中央，火焰垂直向上。在爐坑兩側(cè)有換熱器，預熱空氣。氣。 其缺點是底部中心燒嘴及其圍墻其缺點是底部中心燒嘴及其圍墻占用爐底面積占用爐底面積，并易受，并易受鋼錠碰撞和熔渣浸蝕鋼錠碰撞和熔渣浸蝕；16湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地 電均熱爐電均熱爐 電熱體為填充有焦炭的碳化硅槽。爐內(nèi)的金屬氧化率電熱體為填充有焦炭的碳化硅槽。爐內(nèi)的金屬氧化率不超過不超過0.20.20.30.3 ( (其他均熱爐約為其他均熱爐約為1 1) )；如果使用保；如果使用保護氣氛（加入少量煤氣或重油），還可達到無氧化和無護氣氛（加入少量煤氣或重油），還可達到無氧化和無脫碳加熱，用來加

9、熱某些特殊鋼錠。脫碳加熱，用來加熱某些特殊鋼錠。17湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地 均熱爐爐襯的工作環(huán)境：均熱爐爐襯的工作環(huán)境：（1 1）長期經(jīng)受高溫作用；）長期經(jīng)受高溫作用；（2 2）經(jīng)受鋼錠磨損及裝料機夾鉗碰撞等作用；）經(jīng)受鋼錠磨損及裝料機夾鉗碰撞等作用；（3 3）爐蓋經(jīng)常啟閉，爐襯經(jīng)受急冷急熱作用；）爐蓋經(jīng)常啟閉，爐襯經(jīng)受急冷急熱作用；（4 4）熔渣（熔融氧化鐵皮渣等）的侵蝕作用。）熔渣（熔融氧化鐵皮渣等）的侵蝕作用。18湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地均熱爐爐襯耐火材料設計均熱爐爐襯耐火材料設計由爐蓋、爐墻、爐底和換熱裝

10、置等部分組成。由爐蓋、爐墻、爐底和換熱裝置等部分組成。 爐底爐底爐坑側(cè)墻下部爐坑側(cè)墻下部側(cè)墻中、上部側(cè)墻中、上部中間隔墻中間隔墻爐口爐口燒燒 嘴嘴爐蓋爐蓋19湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地 如何進行設計如何進行設計?爐底爐底爐坑側(cè)墻下部爐坑側(cè)墻下部側(cè)墻中、上部側(cè)墻中、上部中間隔墻中間隔墻爐口爐口燒燒 嘴嘴爐蓋爐蓋20湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地21湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地22湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地均熱爐用耐火材料（舉例說明）均熱爐用耐火材料（舉

11、例說明） 爐底：爐底： 厚度為厚度為408mm鎂鉻磚或鎂磚鎂鉻磚或鎂磚優(yōu)質(zhì)粘土磚優(yōu)質(zhì)粘土磚輕質(zhì)高鋁磚輕質(zhì)高鋁磚高強硅藻土磚高強硅藻土磚共砌共砌5層磚，層磚，(由下往上由下往上)由由1層高強度層高強度硅藻土磚硅藻土磚、一層、一層輕質(zhì)輕質(zhì)高鋁磚高鋁磚、2層優(yōu)質(zhì)層優(yōu)質(zhì)粘土磚粘土磚和和1層層鎂鉻磚或鎂磚鎂鉻磚或鎂磚砌筑而成砌筑而成(以以適應高強度、抗渣蝕及保溫的要求適應高強度、抗渣蝕及保溫的要求)。23湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地爐坑側(cè)墻下部爐坑側(cè)墻下部(自爐底平面至自爐底平面至773mm處處)鎂鉻鎂鉻磚或磚或鎂磚鎂磚優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)粘土粘土磚磚輕質(zhì)輕質(zhì)高鋁高鋁磚磚硅鈣硅鈣

12、板板內(nèi)襯耐火材料厚度為內(nèi)襯耐火材料厚度為710mm，由由2層層硅鈣板硅鈣板、1層輕質(zhì)層輕質(zhì)高鋁磚高鋁磚、1層優(yōu)質(zhì)層優(yōu)質(zhì)粘土磚粘土磚和和1層抗渣性好的層抗渣性好的鎂鉻磚鎂鉻磚或或鎂磚鎂磚砌筑而成；砌筑而成；24湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地 由由2 2層層硅鈣板硅鈣板、1 1層輕質(zhì)層輕質(zhì)高鋁磚高鋁磚和在和在800800以上熱膨脹以上熱膨脹性能穩(wěn)定的性能穩(wěn)定的硅磚硅磚組成；組成；硅硅磚磚輕質(zhì)高鋁磚輕質(zhì)高鋁磚硅鈣板硅鈣板側(cè)墻中、上部側(cè)墻中、上部 厚度為厚度為650mm650mm25湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地中間隔墻中間隔墻全部由

13、耐火磚砌筑而成。全部由耐火磚砌筑而成。隔墻下部厚度隔墻下部厚度1160mm，中間砌中間砌筑優(yōu)質(zhì)筑優(yōu)質(zhì)粘土磚粘土磚，兩邊各砌，兩邊各砌1層層鎂磚鎂磚或或鎂鉻磚鎂鉻磚。中上部厚度為中上部厚度為1040mm，由由硅磚硅磚砌筑而成。砌筑而成。鎂磚或鎂鉻磚粘土磚鎂磚或鎂鉻磚硅磚26湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地爐口爐口 爐口為最易損壞的部位。爐口為最易損壞的部位。 使用粘土質(zhì)使用粘土質(zhì)可塑料可塑料，維護方便；也有整體，維護方便；也有整體澆注料澆注料的的應用。應用。 每天多次開啟爐蓋，裝、出鋼錠，爐口耐火材料在每天多次開啟爐蓋，裝、出鋼錠，爐口耐火材料在高溫狀態(tài)下受到冷空

14、氣的侵襲，容易產(chǎn)生應力，從而高溫狀態(tài)下受到冷空氣的侵襲，容易產(chǎn)生應力，從而產(chǎn)生裂紋、強度下降以致剝落產(chǎn)生裂紋、強度下降以致剝落 操作中鋼錠對爐口的碰撞，也是爐口損壞的原因之一。操作中鋼錠對爐口的碰撞，也是爐口損壞的原因之一。27湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地燒燒 嘴嘴 采用高鋁采用高鋁可塑料可塑料搗打而成，可塑料中夾有用金屬件搗打而成，可塑料中夾有用金屬件固定在爐壁外殼上的高鋁錨固磚來增加強度。固定在爐壁外殼上的高鋁錨固磚來增加強度。爐蓋爐蓋 爐蓋由型鋼鋼板所制框架組成，內(nèi)襯由用金屬件吊爐蓋由型鋼鋼板所制框架組成，內(nèi)襯由用金屬件吊掛起來的掛起來的高鋁錨固磚和粘

15、土可塑料高鋁錨固磚和粘土可塑料組成，外面再澆注組成，外面再澆注50mm厚的厚的隔熱澆注料隔熱澆注料；28湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地2 2、加熱爐、加熱爐 加熱爐是用來把初軋坯、連鑄坯、小鋼錠等進行加熱加熱爐是用來把初軋坯、連鑄坯、小鋼錠等進行加熱到熱軋所需的溫度的熱工設備。主要包括推鋼式加熱爐、到熱軋所需的溫度的熱工設備。主要包括推鋼式加熱爐、步進式加熱爐等。步進式加熱爐等。 步進式加熱爐步進式加熱爐是連續(xù)式加熱爐的一種形式。它的主要是連續(xù)式加熱爐的一種形式。它的主要特征在于用步進式爐底（或步進梁）帶動爐料在爐內(nèi)向前特征在于用步進式爐底（或步進梁）帶動爐料

16、在爐內(nèi)向前運行，代替推鋼機把爐料由后向前運行。運行，代替推鋼機把爐料由后向前運行。 各部位的爐溫基本恒定，可分為低溫、中溫、高溫三個各部位的爐溫基本恒定，可分為低溫、中溫、高溫三個段帶，分別為預熱帶、加熱帶和均熱帶，其溫度分別為段帶，分別為預熱帶、加熱帶和均熱帶，其溫度分別為800900C、11501200C、12001300C。29湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地舉例：寶鋼步進梁式加熱爐，全長舉例：寶鋼步進梁式加熱爐，全長56.7m，內(nèi)寬內(nèi)寬12.6m，最大有效爐床面最大有效爐床面積為積為600m2；生產(chǎn)能力為生產(chǎn)能力為350t/h，加熱溫度為加熱溫度為125

17、0。步進梁式加熱爐步進梁式加熱爐30湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地步進式加熱爐簡圖步進式加熱爐簡圖A-步進梁或步進爐底；步進梁或步進爐底；B-固定梁或固定爐底；固定梁或固定爐底；C-被加熱料坯被加熱料坯31湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地32湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地步進梁外層包裹用耐火材料步進梁外層包裹用耐火材料 鐵渣侵蝕、步進梁移動等鐵渣侵蝕、步進梁移動等爐門工作層爐門工作層 溫度波動較大、開閉時的機械振動溫度波動較大、開閉時的機械振動加熱爐出料側(cè)加熱爐出料側(cè) 高溫和氣流沖擊；高溫和氣流

18、沖擊； 錨固磚金屬吊掛件容易燒損。錨固磚金屬吊掛件容易燒損。步進梁式加熱爐使用環(huán)境步進梁式加熱爐使用環(huán)境33湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地 可塑料可塑料(Al2O340%45%)用于用于裝料側(cè)、出料側(cè)、預熱裝料側(cè)、出料側(cè)、預熱段、均熱段和加熱段爐頂、端墻段、均熱段和加熱段爐頂、端墻等?？伤芰系?。可塑料(Al2O370%)用于燒嘴部位。用于燒嘴部位。 莫來石錨固磚莫來石錨固磚(Al2O360%和和80%兩種兩種)，用于，用于預熱段、預熱段、均熱段和加熱段的爐頂均熱段和加熱段的爐頂?shù)忍?；等處?粘土錨固磚粘土錨固磚，用于加料側(cè)屏障、端墻和煙道等部位；，用于加料側(cè)屏

19、障、端墻和煙道等部位；步進梁式加熱爐用耐火材料步進梁式加熱爐用耐火材料34湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地隔熱澆注料隔熱澆注料：用于預熱段、均熱段和加熱段爐頂；：用于預熱段、均熱段和加熱段爐頂；高鋁澆注料及預制塊高鋁澆注料及預制塊：使用于步進梁及裝料側(cè)端墻；：使用于步進梁及裝料側(cè)端墻；低水泥結(jié)合高鋁澆注料及預制塊：骨料使用的是棕剛低水泥結(jié)合高鋁澆注料及預制塊：骨料使用的是棕剛玉，使用于出料端墻；玉，使用于出料端墻；隔熱板和各種陶瓷纖維隔熱板和各種陶瓷纖維保溫材料保溫材料；35湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地36湖北省耐火材料與高溫

20、陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地37湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地38湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地39湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地40湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地3 3、罩式退火爐、罩式退火爐退火爐是加熱金屬以改善組織結(jié)構(gòu)性能的熱工設備。退火爐是加熱金屬以改善組織結(jié)構(gòu)性能的熱工設備。 一般熱處理溫度低于均熱爐和步進梁式加熱爐。一般熱處理溫度低于均熱爐和步進梁式加熱爐。 沒有化學侵蝕。沒有化學侵蝕。 溫度波動大，易產(chǎn)生熱震。溫度波動大，易產(chǎn)生熱

21、震。多垛罩式退火爐多垛罩式退火爐 以寶鋼罩式退火爐為例：退火時間為以寶鋼罩式退火爐為例：退火時間為66106h，隨品種、規(guī)格及數(shù)量隨品種、規(guī)格及數(shù)量而定，最高退火溫度而定，最高退火溫度750。41湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地 退火爐主要使用退火爐主要使用粘土磚粘土磚、輕質(zhì)粘土磚、高鋁磚、輕質(zhì)粘土磚、高鋁磚、硅藻土磚硅藻土磚、燒嘴磚、泥漿、玻璃纖維板及陶瓷纖維等材料；燒嘴磚、泥漿、玻璃纖維板及陶瓷纖維等材料；退火爐爐襯耐火材料種類退火爐爐襯耐火材料種類 在某些溫度急變的部位，如爐門口，用堇青石磚、碳化硅在某些溫度急變的部位，如爐門口，用堇青石磚、碳化硅磚和剛玉磚等。磚和剛玉磚等。42湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地43湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地44湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地45湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室省部共建國家重點實驗室培育基地均熱爐均熱爐（1 1）長期經(jīng)受高溫作用；）長期經(jīng)受高溫作用；（2 2）經(jīng)受鋼錠磨損及裝料機夾鉗