高铝砖：高炉耐火砖内衬设计及砌筑方法

TOP耐火材料窑炉应用技术频道开讲啦，今天给大家分享的是关于高炉耐火砖内衬设计及砌筑方法。

高炉炉底耐火材料的特点是温度约1500℃和静压力为4~5kg/cm2的铁水长期作用于耐火材料。热量排放不完全，特别是在炉底的中心，对炉底保持原来的整体状态有持续的影响，因为长期使用可能会收缩耐火材料。由于高铝砖的残余收缩，裂缝开裂。随着砌体裂缝的开裂，炉底可能部分漂浮。高炉底砌体的使用特点表明，有必要大大提高耐火材料的物理化学性质。为了限制钞票和渣水的渗透，应降低砖的气孔率。此外，在使用条件下提高产品的耐火性——荷重软化点尤为重要.蠕变和体积稳定性。但是，用这种原料制成的产品，即使特别致密，也是1500℃残余收缩仍会在长期使用过程中产生。为了保证耐火材料的性能在上述温度下长期稳定，必须大大提高耐火材料Al2O3的含量（在65~75%区间）。这种耐火材料除了化学成分外，重要的性质还取决于更高的烘焙温度，这对于高岭土原料制品来说是不可能的。硅线石或英来石石组成的产品在耐火材料使用温度高于高炉炉底(1580~1600℃)下面烤。高铝砖的优点在于铁水.渣水的作用更稳定。

高炉高铝砖的技术性能

高炉高铝砖以高铝土矿熟料为主要原料Al2O砌筑高炉耐火砖制品含量超过48%。高炉是炼铁的主要设备，粘土砖是高炉早的衬里材料。自20世纪50年代以来，高炉容积已大规模发展?12m直径炉缸较为普遍，生产率迅速提高.然而，炉体耐火砖和炉腹耐火砖的侵蚀显著影响了高炉的生产。20世纪60年代初，美国开始使用高铝砖生产锰铁高炉.20世纪5年代后期，抗渣性好.含有不氧化和耐磨Al2O3高电熔刚玉砖含有氧化铬.70年代初，日本熔铸镁铬砂尖晶石耐火砖和锆玉耐火砖.美国使用了一系列比上述耐火砖性能更好的碳化硅耐火砖产品，不断寻找更理想的高炉加固冶炼条擦拭.20世纪50年代初，中国开始生产高炉高铝砖，用于炉体下部，电熔刚玉于20世纪80年代开始结合耐火砖Al2O3.高温荷重软化温度达到95%以上1740?1770℃，在1600℃1984年碳化硅系列耐火砖成功开发，生产能力逐渐形成，高铝砖已用于高炉炉体下部。中国高炉高铝砖的技术性能Al2O含量分为三个牌号GL-48.GL-55.GL-65并有标准化的耐火砖设计。

考虑到高炉耐火砖炉衬设计的要素

耐火砖砌筑的实体称为高炉炉衬。耐火砖直接承受高温作用.化学侵蚀.因此，高炉衬里的作用是构成高炉的工作空间，减少热损失，保护炉壳等金属结构免受热应力和化学侵蚀。炉衬底部和其他部件的冷却器损坏到一定程度，需要进行中间维修或大修大修是高炉一代寿命的终止。

高炉炉衬设计的内容是选择各部分炉衬的材料.确定炉衬耐火砖的厚度.说明砌筑方法和计算材料的用量。合理设计炉衬可延长高炉寿命，获得良好的技术经济指标。

炉衬设计应考虑以下三点：

1.高炉各部位的工作条件及其损坏机制。

2.冷却设备冷却设备形式及作用。

3.预测侵蚀后的炉型是否合理。

高炉炉底采用高铝砖和粘土砖砌筑

粘土砖用于高炉炉底.高铝砖一般由几层竖砖制成(层高345mm或400mm)构成，每层砌成十字形，也有一个字形。相邻砖层的中心线上下错开30°。上层炉底砖中心线和出铁口中心线300~60°角。

a-砖型为400mm*150mm*90mm;b-砖型为345mm*150mm*75mm

1)砌筑时，根据冷却壁上划定的十字中心线，沿线准确放置4块表面光滑、直角的方形木材，作为砌筑中心十字形的基础，为防止上下砖层中心点接缝，拉上砖中心线，中心点与下砖中心点交错。

2）根据炉底交叉中心线，首先定位中心砖，即在中心砖砖表面，按等分位置划出相互垂直的交叉线，使其与炉底交叉线重叠，然后错开砖柱厚度的一半，重新拉动交叉线，沿线设置4个方向方木作为导面砌筑。

由于方木具有导向性和支撑性，支撑砖的一面和底面应刨平，并相互成直角。方木沿线设置时，必须用水平尺或直尺检查其垂直度，误差不得大于0.1mm。每层砖底部时，两条垂直交叉线应使用精确的角度尺检查是否为直角。导向方形木材必须与拉出的交叉线严格一致，不得弯曲。否则，中心交叉砖柱的倾斜会导致整个砖层的大量加工，影响砌体质量。

炉底中心的十字线是整个炉底砌体的关键。底部放置后，应检查砖缝和垂直度是否符合要求，如质量符合要求，然后靠近第一列砖，依次砌筑两对角砖。~砌体稳定性体稳定性增加后，方向方木拆除。然后砖可以同时在四个角落砌砖。

高铝砖.粘土砖炉底应采用磷酸盐泥砌筑。砌筑时，应严格按照施工规范掌握砌体砖缝的厚度；砌体砖缝中的泥浆必须饱满；应严格控制泥浆的稠度。

①砌砖时的程序是:先把砖干排好.检查接缝，依次将砖移到一边；然后清洁工作面，铺一层泥浆，刷浆.如图4所示。由于磷酸盐泥。由于磷酸盐泥浆流动迅速，为了避免下部堵塞，在操作过程中，通常双手放在下面，一只手放在砖的下端，另一只手放在砖的大面和边缘的下部，上下摩擦4~五次后，砖就位。

②砌筑炉底砖的操作要点如下：稳沾.低靠.短拉.重揉。

稳沾:砖的大面和小面都沾满了泥，不能一碰就拿出来。

低靠:将沾有泥浆的砖铺在砌好的砖上时，应尽量放低。这样，砖面上的泥浆大部分进入砖缝，达到灰缝饱满的目的。

短拉.重揉:揉捏时上下拉动距离短(一般30)~40mm)，揉浆的动作要重而紧。砖到位后，用木锤敲击不宜过猛，否则会造成泥浆下沉松动。

a-沾浆;b-沾浆完毕;c-将砖拿出;d-准备调头;e-调头完毕;f-揉浆砌筑

炉底各砖垂直误差不得超过2mm。偏差过大会导致砌体下部堵塞。在施工过程中，每一列砖都应用水平尺测量砌体中砖的垂直误差。此外，还应检查炉底砖层上表面的平整度，并用尺子和塞尺检查间隙。然后测量景观各点的相对标高差。用角磨机研磨和找平局部较高的地方，以促进下炉底砖的砌体。炉底砌体与冷却墙（或碳块保护墙）之间有100个~150mm膨胀缝和内填碳材料的压缩比不得小于40%。为避免大量加工砖，在边缘小于1/2砖宽的地方填充碳材料。