干熄焦用各类耐火材料的性能及使用部位

干熄炉砌体属于竖窑式结构，是正压状态的圆桶形直立砌体。炉体自上而下分别是预存段、斜道区和冷却段。整个干熄炉外表为铁壳包围，内层采用不同的耐火砖砌筑而成，有些部位还使用了耐火浇注材料。

(1)预存段用耐火材料

预存段上部是锥顶区，因装焦前后温度变化大，其入口受焦炭磨损也大，此部位选用耐冲刷、耐磨损、耐急冷急热性好和抗折强度大的莫来石-碳化硅砌筑。预存段中部是直段实心耐火砖砌体，要承受装入红焦后产生的热膨胀以及装入焦炭的冲击和磨损，此部位选用高强耐磨、耐急冷急热性能好的A型莫来石砖砌筑。预存段下部是环形烟道，分为内墙及外墙两重环形砌体;内墙要承受装入焦炭的冲击和磨损，还要防止预存段与环形烟道因压力差而产生窜漏现象，因而也采用带沟舌的A型莫来石砖砌筑。

(2)斜道区用耐火材料

斜道区的砖逐层悬挑承托上部砌体的荷重，温度频繁波动，并且循环气体夹带焦炭粉尘对此部位产生激烈冲刷，因此斜道区选用抗热震性、抗磨损性和抗折性都很好的莫来石、碳化硅砖砌筑。

(3)冷却段用耐火材料

冷却段直段耐火砖砌体虽然结构简单，但其内壁耐火砖砌体由于要承受焦炭往下流动时激烈的磨损，所以是最易受损的部位之一，因此选用高强耐磨、耐急冷急热性能好的B型莫来石砖。

1、干熄焦耐火材料种类及使用部位

(1)炉口 B型莫来石碳化硅砖、莫来石碳化硅火泥。

(2)预存室 A型莫来石砖、莫来石火泥、致密黏土砖、黏土火泥。

(3)斜道 A型莫来石碳化硅砖、莫来石碳化硅火泥、致密黏土砖、轻质隔热砖、陶瓷纤维毡。

(4)环型气道 B型莫来石砖、致密黏土砖、莫来石火泥、轻质隔热砖及其他。

(5)冷却室 B型莫来石砖、致密黏土砖、莫来石火泥、耐磨浇注料。

(6)其他高温段 重质高铝浇注料、轻质高铝浇注料。

2、干熄焦耐火材料的性能

(1)莫来石砖

莫来石是Al2O3-SiO2二元系统中唯一稳定的二元矿物相.其化学分子式为3Al2O3·2SiO2。莫来石质耐火材料是以人工合成莫来石(或天然提纯莫来石)为原料制成的以莫来石为主晶相的耐火制品，属系列产品。当制品的含量低于莫来石理论组成时，还含有少量方石英;当含量高于莫来石理论组成时，含有少量刚玉。莫来石制品的抗高温螺变能力远远高于包括特等高铝砖在内的其他普通高铝砖，它的高温性能可与硅质、镁质、刚玉质制品的某些性能相媲美，具有化学稳定性好、热膨胀率小、抗热震稳定性、抗酸和碱渣的侵蚀性能强等特点。对酸性及低碱度熔渣的侵蚀抵抗能力则高于镁质制品.但不及刚玉制品。

某厂生产的莫来石砖与国外产品对比

(2) 碳化硅砖

碳化硅材料是以碳化硅为原料生产的高级耐火材料，具有耐磨性和耐蚀性好，高温强度大，热导率高，线膨胀系数小，抗热震性好等优点。根据SiC含量的多少以及结合剂的种类和加入量，碳化硅材料可分为许多品种，但材料的质量在很大程度上取决于结合剂的情况，莫来石-碳化硅砖就是其中之一，其热膨胀系数很低，导热性高，耐热震性能好，高温强度高。在高温下长期使用也不软化，不受任何酸碱的侵蚀，有良好的抗盐性能，也不受金属和熔渣的润湿、质轻，是优质的耐高温材料。缺点是在高温下易氧化，不宜在氧化气氛中使用。

目前使用的莫来石-碳化硅质砖，其抗折性能、热震稳定性能不稳定，可考虑采用指标性能更优越、稳定性能更高的砖质，如氮化硅结合碳化硅、氧氮化硅结合碳化硅、塞隆结合碳化硅，其高温抗折强度分别达到40MPa、30MPa、60MPa。在目前莫来石-碳化硅质砖(含环形气道)的性能改进上，考虑改进荷重软化温度>1550℃、增加高温抗折强度>25MPa、提高热震稳定性(1100℃水冷)>60次、考核耐磨性<5.0Crn3等主要指标。

单纯的Al2O3、Fe2O3和氧化钙，在1100~1150℃与碳化硅发生分解反应，产生造渣和膨胀，所以杂质要加以控制。

某厂干熄焦炉用主要耐火材料部分理化指标

(3)其他碳化硅制品

①氧化物结合SiC

以Al2O3-SiO2系硅酸盐为结合相，包括黏土结合SiC、莫来石结合SiC和SiO2结合SiC。

②氮化物结合SiC

结合相为Si3N4、Si2N2O、塞隆等共价键化合物。氮化硅结合碳化硅制品，质地坚硬，莫氏硬度约为9，在非金属材料中属于硬度材料，仅次于金刚石。

氮化硅结合碳化硅制品的常温强度高，在1200~1400℃高温下，几乎保持与常温相同时间的强度和硬度。随着使用气氛的不同，最高安全使用温度可达1650~1750℃。

热膨胀系数小，相比碳化硅等制品热导率高，不易产生热应力，具有良好热震稳定性，使用寿命长。高温抗蠕能力强，耐腐蚀，耐极冷极热、抗氧化，易制成尺寸精度高、符合要求的制品。

产品广泛应用于钢铁、有色金属、化工建材等多种行业，节能、环保、降低成本。早期开发的氮化物结合Sic制品技术指标

③塞隆结合碳化硅砖指标结合相以塞隆为主等共价键化合物，也有人取名称为非氧化物复相陶瓷结合碳化硅砖，其技术指标

④多种类型碳化硅砖指标对比

⑤自结合SiC包括(3-SiC结合SiC和重结晶SiC。

⑥渗硅反应烧结SiC由SiC和游离硅组成的一种SiC质工程陶瓷材料。

此外，通常SiC含量在50%以下的耐火制品称为半SiC质制品，半SiC质制品包括熟料SiC制品、高铝SiC制品、锆英石SiC制品、莫来石SiC制品和刚玉SiC制品等。

(4)致密黏土砖

包括低气孔黏土砖和超低气孔黏土砖，具有气孔率低、Fe2O3含量低，耐压强度高，抗冲刷性强;在高温长期作业下体积收缩小，减少碳素在气孔中的沉淀，避免砖在使用过程中膨胀疏松而损坏，低熔点物形成少等特点。其技术指标

(5)浇注料

干熄炉中浇注料使用部位：干熄炉出口至锅炉人口使用轻、重质高铝浇注料;一次除尘器排灰装置采用高铝浇注料;冷却室磨损后采用高强度耐磨浇注料。某厂冷却室高强度耐磨浇注料技术指标参

(6)耐火泥

干熄焦炉的不同部位使用不同的耐火泥。耐火泥高低温性能是保证砌体严密性和强度的重要因素。环型气道和牛腿部位的损坏多为从砖缝剥落开始，必须要研究耐火泥的烧后强度的提高、耐火泥烘炉升温过程中热膨胀和重烧线变化与定型砖匹配的要求，以保证耐火泥与砖整体结构性的牢固。其技术指标参

氮化硅砖及配套火泥推荐指标