文档介绍：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
炼焦炉的机械设备
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)气孔率耐火材料中有许多大小不一形状各异的气孔,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。
因耐火制品的用途不同,对气孔率的要求也各不相同。一般是气孔率愈小,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,由于不同的石英晶型其真密度不同,因此测定硅砖的真密度可以了解其烧成情况。
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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。
×100℅
×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。
(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,但不是熔融温度。一般物质有一定的熔点,耐火材料却不同,它从部分开始熔融到全部熔化,其间温差达几百度,而且熔融现象还受升温速度影响,因此目前均采用比较法测定耐火度。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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(6)荷重软化温度耐火制品的常温耐压强度很高,但在高温下由于耐火材料中低熔点化合物过早熔化并产生液相而使结构强度显著降低,耐火制品在高温下都要承受一定的负荷,所以测定它的高温强度意义很大。一般用荷重软化温度作为耐火制品高温结构强度的指标。,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,℅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℃,而硅砖达到变形温度后立即破坏,开始到终了仅差10~15℃。
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(7)高温体积稳定性耐火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。
高温体积稳定性= ×100℅
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 10℃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。
耐火制品的热稳定性与热膨胀性有很大的关系,若制品的线膨胀系数大,则由于制品内部温度不均匀而引起不同程度的膨胀,从而产生较大的内应力,降低了制品的热稳定性。此外,制品的形状越复杂,尺寸越大,其热稳定性也越差。经上述测定不同的耐火制品差别很大,如硅砖抵抗性最差仅1~2次,普通黏土砖10~20次,而粗粒黏土砖可达25~100次。
一些耐火制品的基本特性如表5-1所示。
炼焦炉的机械设备
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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。