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熱風(fēng)爐用耐火球

熱風(fēng)爐的蓄熱室充滿了耐火球的空間，耐火球的方便面是蓄熱室的加熱面，其中耐火球是儲(chǔ)存熱量的介質(zhì)。因此，儲(chǔ)熱室裝載的耐火球需要傳熱快，儲(chǔ)熱多，溫度水平應(yīng)盡可能高。耐火球主要受以下因素影響。

耐火球受到1000~1350℃的高溫作用；

2.空氣換熱過(guò)程中溫度急劇變化的作用；

3.高爐煤氣帶入灰塵的化學(xué)腐蝕；

四是燃燒氣體的沖刷作用；

機(jī)械負(fù)荷作甩。

熱風(fēng)爐耐火球的總要求是蠕變率小、熱容量大、高溫強(qiáng)度好。

耐火球生產(chǎn)中常用的方法和工藝：

機(jī)械壓力成型法是目前耐火球生產(chǎn)中使用最廣泛的成型方法。該方法使用球壓機(jī)和鋼模將制備耐火球的原料壓制成球。一般的機(jī)械壓力成形是指含水量為4%~9%的半干燥材料成形方法，因此也稱(chēng)為半干燥法成形。該方法常用的設(shè)備有摩擦磚機(jī)、杠桿磚機(jī)、液壓機(jī)等。

機(jī)械壓力成形過(guò)程本質(zhì)上是使球料內(nèi)顆粒密集，空氣排出，形成致密球體的過(guò)程。機(jī)械壓力成形的耐火球具有密度高、強(qiáng)度大、干燥收縮小、燒成收縮小、耐火球尺寸容易控制等優(yōu)點(diǎn)，因此該方法在耐火球生產(chǎn)中占有重要地位。

機(jī)械壓力成形時(shí)，為了獲得致密的球體，必須給球體足夠的壓力。該壓力的大小應(yīng)克服球粒子之間的內(nèi)摩擦力，克服球粒子與模壁之間的外摩擦力，克服球粒子水分、粒子及其在模具內(nèi)填充不均勻引起的壓力分布不均勻。

三者之間的比例關(guān)系取決于球體材料的分散度、顆粒成分、球體材料的水分、球體的尺寸和形狀等。雖然壓力與球體密度的關(guān)系有幾個(gè)理論公式可以計(jì)算，比如球體氣孔隨著壓力的成對(duì)數(shù)而變化，但通常通過(guò)試驗(yàn)方法近似確定球體所需的單位面積壓力，并根據(jù)此決定壓磚機(jī)應(yīng)有的總壓力。

機(jī)械壓力成型對(duì)球料的要求除了水分應(yīng)該有一定的波動(dòng)范圍外，還應(yīng)該有一定的粒度要求，如果應(yīng)該有合理的粒度配比，堆積密度應(yīng)該盡可能大。通常臨界粒度為3~5mm，細(xì)粉含量小于0.088mm應(yīng)在35%~45%之間。

機(jī)械壓力成形的耐火球最容易出現(xiàn)的缺點(diǎn)是層裂和層密度現(xiàn)象。層裂紋是加壓過(guò)程中形成的垂直于加壓方向的層裂紋。球的水分過(guò)高，細(xì)粉過(guò)多，結(jié)合劑過(guò)少，壓力過(guò)高會(huì)引起層裂紋。

因此，在生產(chǎn)中必須控制這些參數(shù)。層密度現(xiàn)象是成形后耐火球的密度沿加壓方向變化。上方單向加壓的耐火球一般是上密下疏，同一水平面是中密外疏。這是由于球粒之間的摩擦力和球粒與模壁之間的摩擦力引起的壓力減少。采用雙面加壓和在模具四壁涂潤(rùn)滑油降低外摩擦力的方法，可以減少這種現(xiàn)象，降低球的氣孔率。

成型設(shè)備的選擇應(yīng)根據(jù)耐火球的質(zhì)量要求、尺寸和生產(chǎn)數(shù)量進(jìn)行綜合考慮。一般加熱爐使用的耐火球或形狀簡(jiǎn)單、數(shù)量多、質(zhì)量要求一般的產(chǎn)品，可以選擇生產(chǎn)效率高的杠桿壓球機(jī)；對(duì)質(zhì)量要求高的耐火球可以使用標(biāo)稱(chēng)壓力不低于2000KN的摩擦壓球機(jī)。

耐火球分為硅球、鎂鋁球和高鋁球，常用于球形熱風(fēng)爐。作為球床上段高溫區(qū)熱介質(zhì)的耐火球主要有三種。主要由氧化鋁或鋁硅酸鹽制成的耐火材料稱(chēng)為高鋁耐火材料。普通高鋁耐火球的耐火性不低于1750-1790℃。硅耐火球SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于93%，其它成分主要有Al2O3,Fe2O3,CaO,MgO和某些堿金屬氧化物。鎂鋁耐火球的耐火性一般在2000℃以上，荷載軟化溫度一般在1550℃以下，耐堿渣腐蝕性強(qiáng)。

鎂鋁耐火球有利于熱風(fēng)爐的蓄熱和傳熱，同時(shí)解決粘球問(wèn)題，在長(zhǎng)期高溫負(fù)荷下，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，無(wú)脆化軟化現(xiàn)象。

鎂鋁耐火球

鎂鋁耐火球在氣孔率、耐壓強(qiáng)度、熱容量、導(dǎo)熱率、熱穩(wěn)定性和荷載軟化溫度等方面均優(yōu)于人工成型(即低壓或中壓)鎂鋁耐火球。鎂鋁耐火球在耐高溫、耐熱震、體積密度和蓄熱性方面優(yōu)于硅球。因此，當(dāng)球爐向中型和大型化發(fā)展時(shí)，鎂鋁球可以代替硅球。此外，鎂鋁耐火球還具有以下特點(diǎn)。

②耐高溫、耐火>2000℃，在球床上段使用時(shí)，由于球爐操作不當(dāng)造成球床溫度局部過(guò)高，此時(shí)鎂鋁耐火球不會(huì)粘連。

③機(jī)械強(qiáng)度高的鎂鋁耐火球在球床上反復(fù)燒制時(shí)，抗壓強(qiáng)度可提高2~3倍。對(duì)于接觸應(yīng)力大的球體，堿性鎂鋁球不會(huì)或大大降低球體破碎帶來(lái)的危害。

⑧荷藿軟化溫度高，一般在≥1580℃的球床上部?jī)舾?m左右的操作溫度在1350~1400℃左右，鎂鋁耐火球在這種高溫條件下長(zhǎng)期工作是合適的。

④體積密度火，一般波動(dòng)2.89~3.03g/cm3，顯孔率一般為14~18%，因此鎂融耐火球具有較大的熱容量和較強(qiáng)的蓄熱能力，有利于球爐蓄熱，減少井內(nèi)周湖風(fēng)溫的穩(wěn)定波動(dòng)。

⑤導(dǎo)熱系數(shù)大，傳熱率高，有利于提高球床上部的換熱能力。

⑥如果鎂鋁耐火球具有良好的熱穩(wěn)定性，可以在球爐上部使用。烘爐和清球時(shí)，不受操作溫度的嚴(yán)格限制，便于工人生產(chǎn)和操作。

⑦耐渣性好鎂鋁堿耐火球能抵抗高爐煤氣中堿性粉塵的侵蝕，特別是對(duì)FeO、CaO等粉塵渣化的抵抗力更強(qiáng)。

為了促進(jìn)球形熱風(fēng)爐技術(shù)的發(fā)展和升級(jí)，我們相信鎂鋁耐火球在球形熱風(fēng)爐中的應(yīng)用將在發(fā)揮風(fēng)溫潛力和延長(zhǎng)服務(wù)周期方面取得顯著的技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效益。

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