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炭素材料生产窑炉用耐火材料

作者:admin 发布日期: 2021-01-28 二维码分享


炭素材料的生产主要是用一、二次焙烧炉和石墨化处理炉,统称为炭素材料焙烧炉。炭素材料生产中通常采用固体炭质原料和黏结剂及浸渍剂等。固体炭质原料包括石油焦、沥青焦、冶金焦、无烟煤及石墨等,黏结剂和浸渍剂包括煤沥青、煤焦油、蒽油和合成树脂等。

炭素生产的首道工序要将炭质原料进行煅烧,即将炭质原料在隔绝空气的条件下进行高温热处理(1250~1500℃),以便排除原料的水分和挥发分,提高原料的密度、机械强度和抗氧化性能,改善原料的导电性能等。

炭质原料煅烧,各类炭素材料生产,相应使用各种不同的窑炉。目前,国内外采用的煅烧炉主要有罐式煅烧炉、回转窑和回转床煅烧炉、电热煅烧炉、焦炉。

(1)罐式煅烧炉。由于加热方式和使用的燃料不同,又可分为以下几种炉型。逆流式与顺流式罐式煅烧炉相比,前者火道数目多,加长了煅烧带,增加原料在罐内的煅烧时间,以便充分利用煅烧时逸出的挥发分,达到高产的目的。

罐式炉煅烧时火道的高温度为1300~1380℃,煅烧口的温度达到1500℃;在装、出炭素材料时罐壁收到机械摩擦和撞击;煅烧罐和火道的砌体煅烧时受到气体对砌体的冲刷、渗透,以及低熔点盐类熔渣的侵蚀;罐式炉隔焰加热。该部位要求耐火材料具有热传导性好、荷重软化温度高、机械强度好等性能,多选择硅砖来砌筑。而在燃烧口的煤气喷嘴受到高温的作用,应选用高铝砖砌筑。

(2)电热煅烧炉。电热煅烧炉结构简单紧凑,自动化程度高,操作方便,煅烧温度高,部分煅烧后物料具有半石墨化的性质,特别适用于无烟煤的煅烧。根据电热煅烧炉供电方式的不同,可分为单相电热煅烧炉和三相电热煅烧炉两种。

炭素制品焙烧炉的作用是将高压成型后的各种炭素制品,在隔绝空气的条件下,按规定的焙烧温度进行间接加热,以提高炭素制品的机械强度、导电性和耐高温性能。

目前,我国用于焙烧工序的窑炉有:倒焰窑、隧道窑、电气焙烧炉和环式焙烧炉等,其中以带盖焙烧炉为多。

常见的炭素焙烧炉为连续多室的,它又分为密闭式和敞开式两种,密闭式焙烧炉又分带火井和不带火井的两种炉型,多室焙烧炉各个炉室一般是并列排成两行,根据室数的多少分为成若干种规格。

炭素焙烧炉耐火材料的选择,主要考虑如下几种因素:

(1)温度因素。密闭式焙烧炉上部的电极箱加热墙、火井箱和燃烧嘴等部位的砌体遭受1400℃左右的中-高温作用,以及每一个焙烧周期内温度变化的影响。

(2)承受砌体、制品的质量。因此,选择机械强度较高,荷重软化温度较高、抗热震性较好的材质,该材质用黏土砖即可满足。炉盖选用隔热耐火材料。

综合以上炭素焙烧炉、炭素制品焙烧炉、石墨化炉的使用条件,目前砌筑炭素窑炉的耐火材料以Al₂O₃-SiO₂系材料为主体。诸如硅砖、黏土砖、高铝砖品种。为了强化生产,研究使用高密度硅砖、镁砖、碳化砖。在某些部位,如焦炉炉门,因长期处于温度变化的环境,要求抗热震性更高的材料,如黏土砖、红柱石砖等。


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