热处理炉的炉体材料 1 耐火材料 用来建筑炉子的材料统称为筑炉材料,它包括:耐火材料、绝热材料、筑炉 砖、 地基材料和金属材料等. 凡具有能抵抗高温以及在高温下所产生的物理和物 理化学作用的材料统称为耐火材料. 耐火材料的基本特性可以通过它的物理性能和工作性能来表示. 耐火材料的物理性能包括体积密度、真比重、气孔率、吸水率、透气性、耐 压强度、热膨胀性、导热性、导电性及热容量等.判断耐火材料的使用性能的重 要指标有耐火度、荷重软化点、抗渣性、耐极冷极热性、重烧收缩等. 热处理炉对耐火材料的性能的要求: 1)在高温下不发生熔化或软化; 2)在高温使用情况下能承受一定得压力及其他机械负荷面部变形; 3)在高温长期使用情况下应保持一定的体积稳定性; 4)当温度急剧变化时不致破裂和剥落; 5)能抵抗金属及炉气等的化学侵蚀作用; 6)制品必须具备一定得外形尺寸; 7)对于热处理电阻炉来说,还要求在高温下有良好的绝热性能.不致因发 热体接触而产生漏电.同时要求在高温下耐火材料与电热体相互间不起化学作 用; 8)在不影响强度的情况下,密度应愈小愈好,这样既能减少炉衬耐火砖体 的蓄热,又能降低炉子的热传导损失. 各种热处理炉中用得比较普遍的耐火材料有:普通耐火粘土砖、轻质耐火粘 土砖、高铝砖、刚玉砖、硅砖、金刚砂制品等数种. 1.粘土砖 粘土砖的原料主要是耐火粘土和高岭土, 主要的矿物成分是高岭 石(AI2O3·2Si2O·H2O).耐火粘土和一般泥土不同的地方是杂质含量少,耐火 度高(大于 1580°).粘土砖的应用范围极广,可用来修砌热处理炉室、燃烧 室、烟道、烟囱等以及其他和高温炉气接触的内衬. 2.高铝砖 由矿物或含有高氧化铝的人造材料制成,一般制品中的氧化铝 (AI2O3)的含量为 45~75%, 它的耐火度为 1750~1920℃,其耐极冷极热性及抗渣 性亦很良好.高铝砖常被用来砌筑盐浴炉的炉膛和各种电阻炉的电热元件搁板. 3.刚玉砖 是属于高铝砖一类的耐火砖,它由矾土刚玉、铁矾土及其他材料 以耐火粘土为结合剂用焙烧法制成. 通常用作搁置各种电热元件的架板和用在耐 火度及强度要求比较高的地方. 4.硅砖 是一种含 SiO2 在93%以上的氧化硅质耐火材料. 它是由石英岩粉碎 后加石灰乳或其他粘接剂制成的.在评价硅砖的质量时,体积密度、真比重及荷 重软化点是三个主要指标. 5.碳化硅质耐火材料 是用碳化硅及少量加入物成型烧制而成.碳化硅是 用纯石英砂和焦炭,并加入 5~10%锯木屑和 1~2%食盐混合后在特殊电炉内于 2000~2200℃高温下制得的.碳化硅制品当使用温度高于 1300℃时易被氧化, 并易被碱性炉渣所侵蚀.碳化硅质制品常用于制造耐火板,换热器元件,马弗炉 及电炉的高电阻电热体等. 2 轻质耐火材料和绝热材料 在热处理炉的热支出项目中, 炉墙本身的蓄热和通过炉墙向外散失的热量占 有很大的比例.为了减少这方面的热损失,在砌筑热处理炉等热工设备时,常选 用一些轻质耐火材料和绝热材料.轻质耐火材料和绝热材料的特点是体积密度 小, 气孔率大, 因而它本身所积蓄的热量和通过它向四周扩散的热量就大为减少. 提高了炉温并降低了燃料的消耗量,同时还可以降低车间的温度改善劳动条件. 目前采用三种方法制造轻质耐火材料: 1)烧掉加入物法:生产轻质粘土砖时,配料中约含 35%耐火粘土,20%熟料, 此外并有 45%木屑、无烟煤末或焦炭等加入物.成型后在氧化气氛中烧成.在烧 成过程中这些加入物被烧掉, 在砖内造成大量孔隙,这样就制成了体积密度较小 的轻质耐火材料.制造轻质硅砖和高铝砖的方法于此类似. 2)泡沫法:用松香,苛性钠制成松香皂,加水后制成泡沫乳剂,将此泡沫 液加入到熟料和粘土及 5%锯末屑制成的泥浆中,搅拌均匀制成泡沫砖料.为了 使泡沫稳定,可使用少量铝钾明矾溶液.把这些砖料铸入铁模中成型,干燥后取 出在窑中进行烧制. 3)化学法:向由熟料和粘土配成的砖料中加入少量白云石或石灰石.白云 石或石灰石用稀硫酸溶液处理时放出 CO2,处理后泥料立即进行浇注,因而砖料 激烈胀大.为使胀大后的砖坯体积稳定,可向砖料中加入矾土水泥,石膏等,以 使砖料胀大后随即硬化. 上述轻质耐火砖可以用作高温绝热材料.当温度低于 900℃时,所用的绝热 材料有:石棉、硅藻土、矿渣棉和蛭石等.它们都是一些含有很多细小气孔的材 料,气孔愈多,愈小则其导热系数也就愈低.各种绝热材料既可以作为散料直接 使用,也可以加水调成胶泥涂抹使用或制成绝热砖或隔热板使用. 在选用绝热材料时应考虑到它的最高使用温度, 超过规定温度后绝热材料就 会丧失强度或破裂.