酸性耐火材料:通常指SiO2等酸性氧化物含量高的耐火材料。如硅质、半硅质、熔融石英及再结合熔融石英耐火材料等。各国规定的二氧化硅含量不同。下限通常在65%~80%之间。它以硅酸或者硅酸铝为主要组成,是在高温和碱作用下容易生成盐的耐火材料。中国在公元前1700年的青铜器时代中期已开始使用耐火材料,当时采用天然耐火原料(如泡砂石和粘土),经过简单加工夯打筑炉。1975年中国考古学家在郑州西北郊古荥阳城外发现一处公元前200年的汉代冶铁遗址。对其炼铁炉的初步研究表明,炉身采用砂质粘土,炉腹、炉缸和炉底采用含碳耐火粘土。
冷却系统:早期的小高炉炉壁无冷却设备,19世纪60年代高炉砖衬开始用水冷却。冷却设备主要有冷却水箱和冷却壁两种。因高炉各部分热负荷而异。炉底四周和炉缸使用碳砖时采用光面冷却壁。炉底之下可用空气、水或油冷却。炉腹使用碳砖时可从外部向炉壳喷水冷却,使用其他砖衬时,用冷却水箱或镶砖冷却壁。炉腰和炉身下部多采用传统的铜冷却水箱,左右间距250~300毫米,上下间距1~1.5米。炉身上部可采用各种形式的冷却设备,一般用铸铁或钢板焊接的冷却水箱。近几年来炉腰和炉身有的用镶砖冷却壁汽化冷却。但炉身下部由于热负荷较高,多改用强制循环纯水冷却;炉喉一般不冷却。冷却介质过去使用工业水,改用软水和纯水。直流或露天循环供水系统也已被强制循环供水系统所代替,后者优点是热交换好、无沉淀、消耗水量少等。
酸性炉衬材料选择要满足一下六个特点:1.头先保证酸性炉衬材料在高温下,具有必要的结构强度,不产生软化变形。2.在高温下必须体积稳定,不至于膨胀和收缩导致裂纹。3.温度急剧变化或受热不均匀时,不致于和剥落4.能抵抗金属溶液、炉渣及炉气等的化学侵蚀作用5.不粘渣(或少粘渣),便于清理,保持炉衬的完整。6.酸性炉衬材料具有很高的强度。原因是由于无心炉溶金属时,产生很强的搅拌力,熔液对炉衬有很强的冲刷,因此,要求酸性炉衬材料的材料致密、高强度,才能耐冲刷,安全长久运行。
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