加熱爐內(nèi)加熱段、均熱段爐墻耐火材料脫落較嚴重，曾發(fā)生過爐頂、爐墻塌，部分爐墻錨固磚斷裂、燒嘴磚損壞，燒嘴角度偏斜，加熱段、均熱段爐筋管和滑塊已經(jīng)有不同程度的損傷，爐筋管耐火材料出現(xiàn)開裂剝落，爐筋管罐殼出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。為此，對該加熱爐耐火材料實施優(yōu)化改造，進行問題總結(jié)。
1：問題分析
1.1爐頂、爐墻塌的原因
加熱爐為推鋼式，爐墻保溫層采用輕質(zhì)粘土磚，工作層采用錨固磚結(jié)合低水泥澆注料的結(jié)構(gòu)。停爐后查看爐內(nèi)損毀情況，高溫段的爐頂和爐墻耐火材料大面積脫落，部分工作層已完全損壞，造成爐頂在生產(chǎn)過程中多處發(fā)紅。
取爐頂塌的耐火澆注料進行檢測分析。其中，w(Al,03)：50%;w(Si02)：21.69%; w (Ca0) : 7.84%; w (MgO) : 0.58%; w (Fe203) : 17.07%; w (K,0): 0.35%; w (Na20): 0.12%; W（TiO）：2.09%。由此分析該料屬高鋁質(zhì)澆注料，且水泥加人量超過15%。觀察澆注料殘襯形貌，外表面為黑色變質(zhì)層，內(nèi)部為黃色高鋁料，整體非常致密，基質(zhì)部分呈現(xiàn)熔融燒結(jié)狀態(tài)。表面黑色變質(zhì)層是由鐵的氧化物侵蝕澆注料形成，最終導致澆注料因結(jié)構(gòu)性剝落而損毀。
水泥加人量過多會造成澆注料中溫強度嚴重下降，并帶來材料裂紋多，高溫液相多的問題，嚴重影響材料使用壽命。取爐墻澆注料殘襯進行理化檢驗（結(jié)果見表1）。加熱爐爐墻在工作中受爐體結(jié)構(gòu)應(yīng)力和高溫氣體沖刷的影響，這需要耐火材料具備較好的強度和高溫體積穩(wěn)定性。從爐墻耐火材料檢測結(jié)果來看，1350℃燒后強度和線變化無法滿足要求。爐墻推薦使用莫來石鋼纖維澆注料，其高溫強度和體積穩(wěn)定性好，能滿足加熱爐工況需求。
從生產(chǎn)上看，由于加熱爐的加工能力遠大煉鋼能力，加熱爐每個月要停爐2次以上才能平衡生產(chǎn)，這種生產(chǎn)狀況要求爐頂爐墻的耐火材料必須有較高的熱震性能才能滿足長壽命需求。因此，目前爐頂爐墻的耐火材料材質(zhì)顯然不能滿足生產(chǎn)要求。
1.2爐筋管破損的原因
澆注爐筋管的耐火材料改造前采用自流澆注料，骨料和粉料主要以60高鋁礬土為主，CA50高鋁水泥作為結(jié)合劑，配加3%的普通鋼纖維。正常生產(chǎn)時，爐筋管內(nèi)部通水冷卻，爐內(nèi)溫度1300℃，由于內(nèi)外溫差大，澆注料使用過程中出現(xiàn)多次開裂剝落，嚴重時整根水管裸露在外，造成水管開裂，顯然該自流澆注料的材質(zhì)不能滿足爐筋管使用要求。
耐火材料選擇由于加熱爐每個月都停爐2~3次，停爐時間為7～12天。因此，改造的加熱爐應(yīng)該選擇熱震性比較高、體積穩(wěn)定性好、高溫線變化率低的耐火材料。