TJ-60台车加热炉上耐火材料的应用

朱梅

【摘 要】耐火材料是工业炉窑的主要构筑材料，在冶金工业中占有很重要的地位。耐火材料的使用不仅关系到生产过程的顺利进行，而且在生产成本中占有很大的比重。本文分析了TJ-60台车加热炉主要工艺参数，根据其炉温波动较大的特点，对耐火材料的热稳定性要求较高，从炉体的三个部分阐述了耐火材料选择的原则，达到了很好的使用效果。

【关键词】加热炉;耐火材料

中图分类号： TF748 文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）01-0024-002

0 前言

大连钢厂TJ-60台车加热炉是主要用来加热合金结构钢，工具钢，模具钢，不锈钢，塑料模具钢，高温合金等特种钢的间歇式炉子。间歇式炉子炉温波动很大，对砌筑材料的高温使用性能要求很高。

1 炉子的工艺条件

其热处理的温度曲线如图1。

（1）最高料温1250℃;

（2）预热钢锭（待料）保温450-700℃;

（3）升温速度可控，速度变化范围20～200℃/h;

（4）保温末期钢锭截面温差≤20℃，炉内温差≤±10℃。

2 炉子的砌筑

加热炉炉体由炉顶、炉墙及炉口组成，台车即为可移动的炉底，炉门即为可升降的前墙。这些部分都是由钢结构和耐火砌体组成的。如图2。

3 炉体耐火材料的选用

3.1 炉顶耐火材料选择

冶金加热炉的炉顶目前大部分是吊挂平顶，为了降低爐顶散热，大都采用轻重复合结构，即下部工作衬用重质浇注料，上面再覆盖一层轻质浇注料，有的还在轻质浇注料上面再铺一层陶瓷纤维。但轻重复合结构中却存在着吊挂砖从界面处断裂从而造成重质料整体塌落的事故隐患。双层复合结构中要消除吊挂砖的界面断裂，关键在于消除界面处的结构应力和提高吊挂砖的高温强度。提高吊挂砖的高温强度是比较困难的，消除或减弱界面处结构应力是可能的。一种方法是减轻炉顶重量，采用容重较轻的浇注料浇注炉顶;二是采用单层浇注，消除界面，从而消除界面结构应力。

我们采用的是单层浇注，与双层结构相比，轻质浇注料单层结构炉顶具有以下特点：

（1）炉顶重量轻，可以减小吊挂转承受的拉应力。

（2）不存在层与层之间的界面，因此也不存在界面剪切应力。

（3）温度分布较为合理，不存在温度较高拉应力又较大的拐点。

（4）可以达到相同的、甚至更好的保温性能。

（5）耐火材料蓄热损失较小。

（6）施工相对简单一些。

（7）不足之处是耐火焰和高温气流冲刷能力不如双层结构的重质浇注料。

我们将加热炉炉顶耐火材料定为浇注料整体浇注的单层吊挂平顶结构。具体参数如下：

吊挂砖--------------高铝质锚固砖，牌号Lz-55

耐火材料------------高强轻质浇注料（γ=1.65±0.1），牌号PN-LW1.65

厚度----------------320mm

炉顶分别预留测温孔和测压孔。

3.2 炉墙结构

炉墙的锚固砖承受拉应力较小，采用多层的复合结构，由工作层和保温层组成。为浇注料整体浇注的复合结构。两侧炉墙分别预留测温孔，后墙设置排烟口。

保温层按工作温度不同而采用不同的保温材料，做到既经济又合理。与工作层接触的保温层温度较高，采用轻质粘土砖;外层温度较低，采用普通陶瓷纤维制品。

工作层温度高，侧墙下部直接接触火焰和高温气流，所以采用重质浇注料;上部基本不受火焰冲刷，为了减少蓄热损失，采用高强轻质浇注料。

炉墙用高铝质锚固砖------------Lz-55

工作层下部采用低水泥重质浇注料，上部为高强轻质浇注料，厚度相同。

工作层厚度--------------------260mm

保温层分为3层：

轻质粘土砖NQ-0.8  ――――― 115mm

轻质粘土砖NQ-0.6  ――――― 115mm

耐火纤维机制板       ―――――  50mm

总厚度                     ―――――  540mm

3.3 台车和炉门的耐火材料组成

台车耐火材料采用复合结构，上面是工作层，下面是保温层。台车面承受载荷相当大，工作温度高，直接受到火焰的冲刷，所以工作层采用重质浇注料预制制品，方便维修和更换。工作层下面是保温层，并按不同的工作温度选用不同的材料，做到经济合理。

炉门采用陶瓷纤维为内衬。以陶瓷纤维为内衬的炉门具有重量轻、提升需要的拖动力较小、施工和维修较方便等特点，近年在台车加热炉上的应用是相当成功的。

台车面除了需要承受高温和重载荷之外，还要受到放置钢锭时的瞬时“撞击”，这种“撞击”往往导致台车面耐火材料碎、裂、损坏。鉴于此，台车面采用高强浇注料预制块，车边砖采用高强浇注料预制异型块，局部损坏后便用于维修。为了保护车边砖和车边框，车边砖比台车面中部略低。

台车耐火砌体结构

高强浇注料预制制品――――――200mm

轻质粘土砖（NG-1.0）―――――116mm

轻质粘土砖（NG-0.6）―――――136mm

石棉板――――――――――――10mm

总厚度――――――――――――462mm

4 结论

工业炉上使用的耐火材料很多，砌筑方法也很多，通过以上合理的选择耐火材料的种类和砌筑方法，大大提高了炉体的使用寿命，耐材的更换率大大降低，使用寿命从原来的四年提高到六年，耐火材料的消耗一直是关乎冶金工业的生产成本重要组成部分，通过合理选择能够达到降低耐火材料消耗和节能的目的，是冶金企业降本增效的有效途径。

【参考文献】

[1]耐火材料概论 宋希文 安胜利主编 化学工业出版社.