热风炉燃烧室耐火材料的选择和设计需要满足高温、机械冲刷、化学侵蚀等多重要求,以确保炉体的运行稳定和寿命。以下是热风炉燃烧室耐火材料的主要性能要求:
1. 高温耐受性
燃烧室的高温气体对耐火材料产生持续的热负荷,耐火材料需要具有高耐火度,能承受燃烧室的工作温度(通常为1000~1400℃,部分区域可达1600℃)。
2. 抗热震性
燃烧室经常经历点火、熄火等工况,导致温度波动较大,材料需在多次循环热应力下保持结构完整,具备优良的抗热震性能,能承受温度的急剧变化而不出现开裂、剥落现象。
3. 抗化学侵蚀性
燃烧室内燃料燃烧会释放硫化物、水蒸气等腐蚀性气体,易与材料中的成分发生化学反应,导致侵蚀和结构破坏。耐火材料应对酸性、碱性和中性熔渣以及燃烧产物(如SO₂、CO₂等)具有较强的抵抗能力。
4. 高温强度和抗蠕变性
高速气流及燃烧物对材料的机械冲击较大,强度不足会导致磨损、剥落等问题。材料在高温下应具有足够的机械强度,能够抵抗气流冲刷和燃料颗粒的撞击;同时具备抗蠕变能力,避免长期高温导致的变形或坍塌。
5. 耐磨损性能
燃烧室中高速气流夹杂颗粒冲刷耐火材料表面,易造成磨损和厚度减薄,因此材料需具有良好的抗磨损性能,以抵抗燃烧颗粒或气流冲刷造成的机械损伤。
6. 热膨胀性能与结构稳定性
温度变化时,耐火材料需要与燃烧室的整体结构协调膨胀,膨胀不均会加速损坏。要求材料的热膨胀系数低且均匀,避免因膨胀不均导致的裂纹和剥落;同时需具有高温下的结构稳定性。
热风炉燃烧室的耐火材料选择非常关键,主要取决于燃烧室的工作条件,包括高温、化学侵蚀、热冲击等因素。以下是常用的耐火材料类型及其要求:
常用耐火材料:
1. 高铝砖(Al₂O₃含量**70%):
适用于中高温区域,高温耐受能力强,抗热震性好。
常用于热风炉燃烧室的主衬。
2. 硅砖:
适用于高温区域(特别是接近热风出口处),高温耐受能力强(1650℃以上),热膨胀小。
燃烧室高温段的常见选择。
3. 莫来石砖或莫来石浇注料(Al₂O₃-SiO₂体系):
具有良好的抗热震性和耐磨性,适合频繁升降温的区域。
4. 耐火浇注料或可塑料:
用于燃烧室复杂形状的部位,如拐角、管口。
高铝或莫来石基浇注料较为常见,需要时选用抗剥落性能强的材料。
根据具体工况,如燃料类型、燃烧温度、炉型结构等,可结合以上材料与要求设计合适的衬里结构。
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