TJ-60臺車加熱爐上耐火材料的應用

朱梅

【摘 要】耐火材料是工業爐窯的主要構筑材料，在冶金工業中占有很重要的地位。耐火材料的使用不僅關系到生產過程的順利進行，而且在生產成本中占有很大的比重。本文分析了TJ-60臺車加熱爐主要工藝參數，根據其爐溫波動較大的特點，對耐火材料的熱穩定性要求較高，從爐體的三個部分闡述了耐火材料選擇的原則，達到了很好的使用效果。

【關鍵詞】加熱爐;耐火材料

中圖分類號： TF748 文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）01-0024-002

0 前言

大連鋼廠TJ-60臺車加熱爐是主要用來加熱合金結構鋼，工具鋼，模具鋼，不銹鋼，塑料模具鋼，高溫合金等特種鋼的間歇式爐子。間歇式爐子爐溫波動很大，對砌筑材料的高溫使用性能要求很高。

1 爐子的工藝條件

其熱處理的溫度曲線如圖1。

（1）最高料溫1250℃;

（2）預熱鋼錠（待料）保溫450-700℃;

（3）升溫速度可控，速度變化范圍20～200℃/h;

（4）保溫末期鋼錠截面溫差≤20℃，爐內溫差≤±10℃。

2 爐子的砌筑

加熱爐爐體由爐頂、爐墻及爐口組成，臺車即為可移動的爐底，爐門即為可升降的前墻。這些部分都是由鋼結構和耐火砌體組成的。如圖2。

3 爐體耐火材料的選用

3.1 爐頂耐火材料選擇

冶金加熱爐的爐頂目前大部分是吊掛平頂，為了降低爐頂散熱，大都采用輕重復合結構，即下部工作襯用重質澆注料，上面再覆蓋一層輕質澆注料，有的還在輕質澆注料上面再鋪一層陶瓷纖維。但輕重復合結構中卻存在著吊掛磚從界面處斷裂從而造成重質料整體塌落的事故隱患。雙層復合結構中要消除吊掛磚的界面斷裂，關鍵在于消除界面處的結構應力和提高吊掛磚的高溫強度。提高吊掛磚的高溫強度是比較困難的，消除或減弱界面處結構應力是可能的。一種方法是減輕爐頂重量，采用容重較輕的澆注料澆注爐頂;二是采用單層澆注，消除界面，從而消除界面結構應力。

我們采用的是單層澆注，與雙層結構相比，輕質澆注料單層結構爐頂具有以下特點：

（1）爐頂重量輕，可以減小吊掛轉承受的拉應力。

（2）不存在層與層之間的界面，因此也不存在界面剪切應力。

（3）溫度分布較為合理，不存在溫度較高拉應力又較大的拐點。

（4）可以達到相同的、甚至更好的保溫性能。

（5）耐火材料蓄熱損失較小。

（6）施工相對簡單一些。

（7）不足之處是耐火焰和高溫氣流沖刷能力不如雙層結構的重質澆注料。

我們將加熱爐爐頂耐火材料定為澆注料整體澆注的單層吊掛平頂結構。具體參數如下：

吊掛磚--------------高鋁質錨固磚，牌號Lz-55

耐火材料------------高強輕質澆注料（γ=1.65±0.1），牌號PN-LW1.65

厚度----------------320mm

爐頂分別預留測溫孔和測壓孔。

3.2 爐墻結構

爐墻的錨固磚承受拉應力較小，采用多層的復合結構，由工作層和保溫層組成。為澆注料整體澆注的復合結構。兩側爐墻分別預留測溫孔，后墻設置排煙口。

保溫層按工作溫度不同而采用不同的保溫材料，做到既經濟又合理。與工作層接觸的保溫層溫度較高，采用輕質粘土磚;外層溫度較低，采用普通陶瓷纖維制品。

工作層溫度高，側墻下部直接接觸火焰和高溫氣流，所以采用重質澆注料;上部基本不受火焰沖刷，為了減少蓄熱損失，采用高強輕質澆注料。

爐墻用高鋁質錨固磚------------Lz-55

工作層下部采用低水泥重質澆注料，上部為高強輕質澆注料，厚度相同。

工作層厚度--------------------260mm

保溫層分為3層：

輕質粘土磚NQ-0.8? ――――― 115mm

輕質粘土磚NQ-0.6? ――――― 115mm

耐火纖維機制板? ? ? ?―――――? 50mm

總厚度? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?―――――? 540mm

3.3 臺車和爐門的耐火材料組成

臺車耐火材料采用復合結構，上面是工作層，下面是保溫層。臺車面承受載荷相當大，工作溫度高，直接受到火焰的沖刷，所以工作層采用重質澆注料預制制品，方便維修和更換。工作層下面是保溫層，并按不同的工作溫度選用不同的材料，做到經濟合理。

爐門采用陶瓷纖維為內襯。以陶瓷纖維為內襯的爐門具有重量輕、提升需要的拖動力較小、施工和維修較方便等特點，近年在臺車加熱爐上的應用是相當成功的。

臺車面除了需要承受高溫和重載荷之外，還要受到放置鋼錠時的瞬時“撞擊”，這種“撞擊”往往導致臺車面耐火材料碎、裂、損壞。鑒于此，臺車面采用高強澆注料預制塊，車邊磚采用高強澆注料預制異型塊，局部損壞后便用于維修。為了保護車邊磚和車邊框，車邊磚比臺車面中部略低。

臺車耐火砌體結構

高強澆注料預制制品――――――200mm

輕質粘土磚（NG-1.0）―――――116mm

輕質粘土磚（NG-0.6）―――――136mm

石棉板――――――――――――10mm

總厚度――――――――――――462mm

4 結論

工業爐上使用的耐火材料很多，砌筑方法也很多，通過以上合理的選擇耐火材料的種類和砌筑方法，大大提高了爐體的使用壽命，耐材的更換率大大降低，使用壽命從原來的四年提高到六年，耐火材料的消耗一直是關乎冶金工業的生產成本重要組成部分，通過合理選擇能夠達到降低耐火材料消耗和節能的目的，是冶金企業降本增效的有效途徑。

【參考文獻】

[1]耐火材料概論 宋希文 安勝利主編 化學工業出版社.