炼焦炉机械设备

炼焦炉的机械设备
第五章
炼焦炉的机械设备
第一节 筑炉材料 第二节 护炉设备 第三节 煤气设备 第四节 焦炉机械
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第一节 筑炉材料
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 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，又 叫显气孔率。 耐火制品的气孔率愈小，导热性愈好，耐火砖的耐压强 度也愈高，但吸水性能差，且耐冷热急变性能差。 （2）体积密度和真密度 体积密度是指包括全部气孔在内的每m3耐火砖的质量 真密度是指不包括气孔在内的单位体积耐火材料质量与同 体积水的比值。
硅砖达到变形温度后立即破坏，开始到终了仅差10～ 15℃。
（7）炼高焦温体炉积的稳定机性械耐设火备材料在高温下长期使用时，
其成分会继续变化，产生再结晶和进一步的烧结现象，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，故称为残余收 缩和残余膨胀，其数值用制品加热到1200～1500oC(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 率（%）来表示。
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总之，砌筑焦炉用耐火材料应满足下列基本要求： ① 荷重软化温度高于所在部位的最高温度； ② 所在部位的最高温度变化范围内，具有抗温度激 变性能； ③ 能抵抗所在部位可能遇到的各种介质的侵蚀； ④ 炭化室墙具有良好的导热性能，格子砖具有良好 的蓄热能力。
二、炼焦炉焦用炉耐的火材机料械设备
1.SiO2晶型转变与硅砖特性 硅砖是以石英岩为原料，经粉碎，并加入黏结剂（如石灰 乳）、矿化剂（如铁粉），再经混合、成型、干燥和按计划加 热升温而烧成的。 优点：硅砖含SiO2大于93%，系酸性耐火材料，具有良好 的抗酸性侵蚀能力，硅砖的导热性能好，耐火度为1690～ 1710℃，荷重软化点可高达1640℃，无残余收缩， 缺点：耐急冷急热性能差，热膨胀性强。 SiO2在不同的温度下能以不同的晶型存在，在晶型转化时 会产生体积的变化，并产生内应力，故硅砖的制造性能和使用 与SiO2的晶型转变有密切关系。
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2. 黏土砖 黏土砖的主要原料是耐火黏土和高岭土，其主要成分 是高岭石（Al2 O3·2SiO2·2H2O），其余部分为K2O、Na2O、 CaO、MgO及Fe2O3等杂质，它们约占6~7%左右。黏土砖是 以经煅烧的硬质耐火黏土（熟料）与部分可塑性黏土经粉 碎、混合、成型、干燥后烧成的。 熟料是为了减少干燥和烧成过程中的收缩，增大体积 密度、降低气孔率，提高耐急冷急热性能。
高温体积稳定性= V V0 ×100℅ V0
式中 V0——试样加热前的体积； V——试样加热并冷却后的体积。
正值表示残余膨胀，负值表示残余收缩。
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（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。将试样加热到850 ℃后保温40分钟，放在流 动的凉水中冷却，并反复进行，直到试样碎裂后脱落部分的 质量占原试样质量的20%时止，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。
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（3）热膨胀性 耐火制品受热后，一般都会发生膨胀，
这种性质称为热膨胀性。它可用线膨胀率α或体积膨胀率β
来表示。不同的温度范围内，其膨胀率是不同的。
t
lt
l0 l0
×100℅
t
Vt V0 V0
×100℅
式中 L0、V0——室温下试样的原始长度和体积；
Lt、V t—— 温度升高至t℃时试样的长度和体积。
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SiO2能以三种结晶型态存在，即石英、方石英和鳞石 英，而每一种结晶形态又有几种同质异晶体。即：
-石英、-石英； -方石英 、-方石英； -鳞石英、-鳞石英、-鳞石英。
三种形态及其同质异晶体，是以晶型的密度不同来彼 此区分的。它们在一定的温度范围内是稳定的，超过此温 度范围，即发生晶型转变。
（4）导热性 耐火制品的导热性，取决于其相组成和组
织结构，用导热系数“”来表示，其法定单位为 kJ/(m·h·℃)，多数耐火制品的导热系数随温度的升高而增大 （如硅砖、黏土砖等），也有些制品则相反（如镁砖和碳化
硅砖）。
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（5）耐火度 耐火材料在高温下抵抗熔融性能的指标.
测定：用高岭土、氧化铝和石英按不同配比制成规定尺寸的 三角锥状标准试样称示温熔锥，它们的耐火度是已知的，将 待测试样按规定制成三角锥状，和示温熔锥同时置于高温炉 内，以一定的速度升温，当待测试样和某一个标准试样同时 软化弯倒，锥角与底盘接触时，该标准试样的耐火度即待测 试样的耐火度，因此耐火度是熔融现象发展到软化弯倒时的 温度。
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5. 耐火泥 耐火泥是一种使砌体成为一个整体的黏结剂，它应有 与砌体用砖相一致的性能，使用中应满足以下要求： ⑴ 有一定的黏结性和良好的填塞能力； ⑵ 有较小的收缩性，以防砖缝干固时开裂； ⑶ 有一定的耐火度和荷重软化开始温度； ⑷ 有一定的保水性，便于施工，保证质量； ⑸ 在使用温度下发生烧结，以增加砌体的机械强度。
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（6）荷重软化温度 耐火制品高温结构强度的指标。 测定方法是用规定尺寸的圆柱体在0.2МPa的压力下，以一 定的升温速度加热，随着温度的升高，试样将产生一定数量 的变形，当试样的最大高度降低0.6℅时的温度，即为荷重 软化温度(或称荷重软化点)。
黏土砖荷重变形曲线比较平坦，开始变形和终了变形的 温度差可达200～250℃，
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3．高铝砖 含Al2O3高于48％的铝硅质耐火砖叫高铝砖，它是以高 铝矾土为原料，并用与黏土砖类同的制造方法制成。它的耐 火度及荷重软化开始温度均高于黏土砖，抗渣性能也好，耐 急冷急热性虽不如黏土砖但优于硅砖，可用于砌筑燃烧室炉 头或炉门衬砖。 4．耐热混凝土 它是一种长期承受高温作用的特种混凝土，是由耐火骨 料、适当的胶凝材料（有时还掺入矿物质和有机掺合料）和 水按一定比例调制成泥料，经捣制或振动成型、继而凝结、 硬化、脱模、养护烘干而产生的具有一定强度的耐高温制品。