蓄热式加热炉用浇注料的发展历史和改良方案介绍

环保窑炉

20世纪90年代，我国开发、应用了蓄热式连续加热炉，进而使钢铁企业的低热值燃料得到了高效利用。但同一般的轧钢加热炉相比，蓄热式加热炉的燃烧方式、换热方式、换热介质等方面都发生了重大变化，炉型结构也因之发生了变化，造成蓄热式加热炉炉墙内通道较多、结构复杂、施工与烘烤困难等一系列问题，导致工作衬密闭性与综合整体性差，炉衬与烧嘴区域耐火材料在使用中易开裂破损。此外，蓄热式加热炉的高温烟气与高温预热燃烧介质均从烧嘴本体流通和成对烧嘴间频繁换向燃烧的工作条件，极易导致炉衬与烧嘴区域耐火材料出现热震裂纹、热应力疲劳破损和烧嘴喷口变形。

针对上述情况采取了如下措施进行解决：

（1）选择杂质含量不超过2%的优质高铝矾土熟料为大骨料，以免原料中含有较多的杂质，在高温过程中产生低熔点物质，致使浇注料的荷重软化温度降低，影响浇注料的高温使用性能，导致烧嘴在工作过程中变形、工作性能下降。

（2）选择烧结莫来石为细骨料和粉料，利用莫来石组织结构好、蠕变率低、热膨胀小、抗热震性好和抗化学侵蚀强等优点，改善浇注料的线变化率、热震稳定性能、抗侵蚀性能和抗高温蠕变性能，提高浇注料的高温抗压强度。

（3）选择红柱石、蓝晶石为膨胀材料，利用红柱石、蓝晶石在高温下莫来石化过程中的体积膨胀效应，改善浇注料的高温烧后线变化，提高浇注料热震稳定性。

（4）选择致密刚玉细粉、α-Al2O3微粉、硅微粉为微粉材料，在提高浇注料密实度的同时，利用α-Al2O3熔点高的特性提高烧嘴浇注料的耐火度，利用粉料和骨料在高温条件下的烧结，生成莫来石和二次莫来石，在改善浇注料线变化率的同时，提高浇注料的综合力学强度和高温性能。此外，研究者加入少量的Al-80水泥为结合剂，利用其快硬高强、耐火等特点，改善浇注料的中低温结合强度；加入多晶氧化铝纤维为增强、增韧材料，加入防爆纤维为防爆剂，进一步提高浇注料的结合强度和热震稳定性能；以六偏磷酸钠、FS20为高效复合分散剂（减水剂），改善浇注料的施工性能。

相比普通高铝浇注料，改良后的浇注料具有更优的综合指标，其烧后线变化情况表明其具有微膨胀性，可有效防止炉衬与烧嘴的收缩裂纹；1100℃下水冷次数达25次，表明浇注料的热震稳定性较好，可减少烧嘴部分耐材的热震开裂；高温荷重软化开始温度大于1400℃，高于加热炉最高使用温度，可避免炉衬鼓肚与烧嘴喷口变形问题，延缓烧嘴使用性能的劣化。



      综上所述，改良后的蓄热式加热炉炉衬与烧嘴整体浇注料具有微观组织结构合理、中高温烧结结合状况良好、力学强度高、线变化率与热震稳定性优、荷重软化开始温度高等优点，综合理化性能优良。改良后的浇注料的施工性能良好，在免维护条件下使用寿命延长1倍以上，大于12个月，有效减少了炉衬与烧嘴维护的工作量，降低了加热炉浇注料、修补料消耗与维护成本。

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