焦炉及热风炉用硅砖制品的生产与使用1、硅砖生产工艺原理硅砖是以SiO2为主要成分的耐火材料,其SiO2含量不低于93%,属于酸性耐火材料。

如图一所示，SiO2有7个变体和1个非晶体变体，SiO2变体在加热过程中发生多晶转变，并伴随较大的体积变化，硅砖工艺过程就是围绕石英晶型转变进行的。

γ-鳞石英117℃β-石英β-鳞石英β-方石英573℃ 163℃ 180—270℃α-石英 1713℃玻璃相1050硅砖中SiO2变体的加热晶型转变示意图SiO2变体加热晶型转变的体积变化硅砖工艺流程进厂原料原料库房粗粉碎细粉碎振动筛细粉料仓电子配料车混练隧道干燥系统高吨位压砖机隧道干燥器烧成成品包装硅砖的原料是硅石。

硅砖是在按一定颗粒度粉碎的硅石中，加入矿化剂石灰乳，粘结剂亚硫酸纸浆废液，以及10%左右的废硅砖粉，经混练、成型、干燥，在1430℃以下烧成的耐火制品。

矿化剂能是石英转化为比较稳定的鳞石英晶体结构,此外,它SiO2作用生成液相,缓冲石英转化时因体积变化而产生应力,减轻开裂程度,并可填充裂纹和颗粒间隙,增加其强度。

硅砖烧成过程中，要严格控制升温速度，防止石英转化过程中产生剧烈的体积膨胀。

在高温烧制过程中还要确保在高温下的保温时间，以使石英完全转化为鳞石英或方石英。

2、我公司硅砖生产工艺特点（1）采用铁门硅石为原料铁门硅石的特点为纯度高，化学组成稳定，属于结晶硅石，具有慢转化硅石的特点。

铁门硅石的理化指标如下：铁门硅石的显微结构:矿山开采、储量、供货能力，硅石理化指标均稳定。

（2）临界粒度小采用小于2.5mm临界粒度制砖，有一定的技术难度。

但有利于石英晶型转化，和提高体积密度，并能获得良好的外观。

（3）采用电子配料系统自动化程度高，配比精确，泥料质量稳定。

（4）配备模型加工厂模型加工质量稳定，技术水平高。

确保制品有一个良好的外观精度。

（5）隧道干燥器干燥系统干燥能力强，减少运输破损，半成品强度高。

（6）采用隧道窑烧成，自动化程度高，温度波动小，生产周期短，生产能力大，适合大规模生产整套焦炉硅砖。

3、硅砖制品的性能特点1）石英转化完全，真比重低(2.34以下)，残余石英含量少（1%以下），使用时体积变化小。

2）气孔率低，体积密度大，耐压强度高，耐磨性好。

3）纯度高，荷重软化点温度〉1650℃，耐高温不变形。

4）抗高温蠕变性能好5）热膨胀率低，高温体积稳定。

6）质量指标稳定，外观规整，尺寸精确。

第一部分焦炉用硅砖焦炉是一种生产煤焦或沥青焦、煤气、化学产品的庞大的结构复杂、长期连续生产的热工设备。

它的性能对焦化厂的生产起着决定性作用。

现代焦炉主要包括以下几个部分：炭化室、燃烧室、斜道、蓄热室、炉顶、烟道、烟囱与基础。

在每个炭化室的两侧各有一个燃烧室，并与两个燃烧室共用一个墙面。

焦炉的燃烧室除了长期遭受1300℃以上的高温作用外，还承受：上部砌体及设备的静荷重，装煤机和推车机在工作时的动负荷，煤结焦时膨胀所产生的压力，推焦时与焦碳的摩擦作用，灰分、熔渣、水分和酸性气体的侵蚀。

因此要选用导热性能良好、荷重软化温度高和高温机械强度好的硅砖作为砌筑焦炉的主要耐火材料。

焦炉对耐火材料的要求有：1）长期耐高温而不改变高温性能，如不熔化、不软化，并能承受一定的压力及机械负荷而不变形2）在高温下抗急冷急热性能好3）在高温下有叫好的导热性能4）抵抗灰渣与化学侵蚀性能强5）有足够的耐磨度宝钢二期工程焦炉简介（JN60-87型焦炉）功能：炭化室高6米4×50孔JN60-87型焦炉大容积焦炉，年产焦炭171吨。

特点：由鞍三焦耐院设计的N60-87型焦炉主要结构特点：砖型简单（一期工程M型焦炉为1276种复杂砖型，改为671种砖型）；加热均匀；节能效果显著；8万吨耐火材料全部国产化。

其中三座焦炉的硅砖由洛阳耐火材料集团公司生产。

1995年，我公司又一次为宝钢三期工程的焦炉提供三座焦炉用硅砖。

质量指标在二期工程的基础上又上了一个台阶。

国内大型焦炉销售业绩2005出口业绩➢出口日本JFE Steel 5.5米焦炉55孔 7800吨➢出口哈萨克坦MITTAL Steel 7.5米焦炉 65孔 12700吨➢出口土耳其ISDEMIR 6米焦炉2座 24000吨➢出口法国福司工厂新型7.6m焦炉(18孔) 5500吨➢出口美钢联修补焦炉 4000吨➢出口意大利修补焦炉 2500吨洛耐硅砖与日本硅砖性能对比近年来我公司出口焦炉用硅砖的质量指标2000年8月份，洛耐首次与意大利签定了一份成套焦炉硅砖7300余吨的供货合同，该份合同的鉴订结束了我国没有成套焦炉大型焦炉硅砖的历史，面对机遇、同时也遇到了挑战。

该批焦炉硅砖执行德国DIN标准，其中耐磨性能指标国内既无标准，也无法检测。

为适应欧洲焦炉标准技术条件，确保产品指标满足用户要求，我公司提出开发研制《高强、高纯、耐磨致密优质焦炉硅砖》。

附表：产品标准与德国DIN标准指标对比表焦炉用硅砖技术指标热修补用零膨胀硅砖焦炉局部损坏后，往往需停炉修补。

硅砖的热稳定性很差，如下图所示硅砖的主要矿物相鳞石英和方石英以及少量残存石英在200℃~300℃和573℃时，由于SiO2变体的晶型转变，使砌体体积发生严重变化。

为防止砌体变形和崩裂，停炉时降温不能太快，否则会严重影响硅砖砌体的使用寿命，焦炉烘炉时同样要求慢速升温，烘炉时间长达80天以上。

焦炉冷修补难度大，时间长，成本高，为此有许多焦炉燃烧室损坏后被迫停用。

为适应焦炉热修补技术的发展需要，我公司研制了性能优越的零膨胀硅砖，解决了普通硅砖热稳定性差的问题，能够满足快速升温的要求，无需长时间烘炉，砌炉完成后即可使用。

其理化性能见下表：焦炉热修补热用硅砖的理化性能与普通硅砖对比表用于焦炉热修补的零膨胀硅砖的性能特点是热膨胀系数低、热震稳定性好等，这是普通硅砖所无法达到的。

我们研制的零膨胀硅砖选用高纯、致密石英砂，精选原料经过三个工序的加工处理：酸洗、电熔、破粉碎后投入生产。

熔融石英原料的软化点较低，为1440℃，一般熔融石英制品的荷重软化温度仅为1260℃。

我公司研制的零膨胀硅砖，通过反应合成莫来石高温相技术的应用，其荷重软化温度提高到1500℃以上。

我公司研制的零膨胀硅砖不仅热稳定性非常好，而且具有普通硅砖的其它优异性能，是热修补焦炉的优质耐火材料。

热风炉硅砖耐火材料随着高炉炼铁技术的进步，为了提高高炉产量，节约能源，降低焦比，应用了高风温、高顶压、大喷煤等炼铁新技术。

高风温对冶炼过程有着十分重要的意义。

在一定温度范围内，高炉风温每提高100℃，可降低焦碳15—20Kg／t铁，提高产量3％。

同时高风温是高炉喷煤的必要条件。

热风炉要达到高风温，除了高炉的操作条件、高温热源、热风炉结构等因素外，必须要有既能长期承受高温，又能满足热风炉工艺需要的耐火材料作保证。

热风炉用耐火材料要能经受住高温和高压，高温抗蠕变性好、砖的热容量大、热传导性好，有利于热交换和提高风温。

热炉用风耐火材料的选择主要是由热风温度决定的，风温低于960℃时，一般选用粘土砖，风温在900-1100℃时，高温部位的炉衬和格子硅则用高铝砖，莫来石砖或硅线石砖，风温高于1lOO℃时，一般选用高铝砖、莫来石砖和硅砖作炉衬或格子砖。

目前我国绝大部分热风炉高温部位使用的耐火材料仍然是高铝砖。

高铝砖虽具有较高的荷重软化点，但其抗高温蠕变性差，使用过程中易出现热风炉格子砖下沉、变形、炉墙不均匀下沉开裂等现象。

针对这一情况，我国除开发应用了热风炉用高抗蠕变高铝砖、硅砖外，还使用有硅线石砖、莫来石砖、红柱石砖、粘土砖等，部分优质高铝砖、低蠕变硅砖等的各项理化性能已达到了日本等先进国家的水平，并且具有中国耐火材料的特色。

一、热风炉结构型式热风炉的结构形式主要有内燃式、外燃式、顶燃式和改造型内燃式。

我国拥有各种结构形式的热风炉。

传统内燃式热风炉已不适应高风温床的需要；外燃式最复杂，占地面积最大，造价最高，且受力不均匀的问题未能根本解决；顶燃式热风炉具有结构合理、寿命长、占地面积小、热效率高等特点；改造型内燃式热风炉同样可以适应高风温，特别适合于内燃式热风炉的改造。

二、热风炉炉衬损毁机理热风炉结构形式不同，炉衬损毁情况也有差异。

内燃式热风炉最易损毁的部位是隔墙，外燃式热风炉则是两室拱顶及其过桥部位。

其损毁原因主要有：1．热应力作用。

由于热风炉不停地加热送风，热风炉炉衬和格子砖室经常处于骤冷骤热变化之中，砌体出现裂纹、开裂和剥落。

2．化学侵蚀作用。

煤气和助燃空气中含有一定数量的碱性氧化物，燃烧后的灰分中含有20％的氧化铁、20％氧化锌和10％的碱性氧化物，这些物质的一部分粘附在砌体表面，并向砖砌体内渗透，导致砖衬组织受损．发生龟裂，强度降低。

3. 机械荷载作用。

热风炉是一种较高的构筑物，蓄热室格子砖下部承受的静荷重达8Kg／CM2，燃烧室下部衬体承受的静荷重也较高，在机械荷重和高温作用下，砖砌体发生收缩变形和产生裂纹，影响了热风炉的使用寿命。

三、制品性能硅砖的蠕变率低，在高温下长期使用体积比较稳定，且价格比较便宜。

因此，硅砖广泛地用在热风炉的拱顶、连络管、燃烧室和蓄热室上部高温区，格子砖上部高温区。

但是硅砖中的鳞石英，方石英和残余石英在低温下发生晶型转化而导致硅砖体积变化大，使得硅砖低温下热稳定性差。

使用过程中800℃以下要缓慢加热或冷却。

砌有硅砖的热风炉在炉顶温度1400℃时的使用效果较好。

我公司硅砖的性能指标如下：热风炉用硅砖理化性能指标0.2MPa荷重软化开始温度℃≥1660 1670重烧线变化(1450℃×2h)% ≤+0.2 +0.1热线膨胀(1000℃) ≤1.25 1.23热风炉组合砖图片介绍热风出口组合砖球顶测温孔组合砖内燃式球顶测温孔组合砖外燃式联络管组合砖格子砖预砌热风炉球顶联络管整体组合高炉热风炉用硅砖业绩。