危险废物回转窑耐火砖选择依据和使用寿命的影响因素分析
回转窑用耐火砖配套标准

回转窑耐火砖配套标准
(试行版)
为确保水泥回转窑用耐火材料配套的优化,降低耐火材料的消耗,提高运转率,便于耐火材料的统一采购,特制定本标准。
一、2500t/d(∮4.0×60 m)生产线配套标准
二、5000t/d(∮4.8×70 m)生产线配套标准
1、窑尾烟室及分解炉下缩口
两台窑窑尾烟室及分解炉下缩口均采用碳化硅抗结皮浇注料,由于经常清捅结皮等因素,一般1.5—2年左右就需更换。
2、三次风管转弯处
2500t/d生产线三次风管转弯处采用硅莫砖或刚玉莫来石浇注料。
使用周期12个月。
3、窑口及喷煤管
两条生产线均使用刚玉莫来石浇注料,其中窑口大约能使用10个月左右,其本能与窑内耐火砖同步;喷煤管大约使用4-6个月。
四、窑头罩耐火材料使用品名及使用情况
两条生产线窑头罩均使用莫来石浇注料,主要是由于窑头罩温度较高,而且飞砂较大,需较耐磨,使用高铝质浇注料寿命较短,使用24个月左右。
五、篦冷机热端
使用高铝质低水泥浇注料,周期24个月。
六、篦冷机冷端
普通高铝质浇注料,周期36个月。
七、预热器
C1-C3 耐碱浇注料,C4-C5下料管及椎体碳化硅抗结皮浇注料,周期24个月。
分解炉高铝质低水泥浇注料周期36个月
注:1.如窑设计长度较标准长或短时,订货数量可根据实际增减。
2.本标准由生产技术部负责解释。
3.由于各企业窑的热工特性存在一定的差异,过渡带镁砖和硅莫砖结合部位的配砖可结合企业实际情况确定.。
固废处理窑用耐火材料

水泥窑固废处理现状
水泥窑可以处理的废弃物的种类
固废处理对耐火材料的影响 碱、氯、硫对金属锚固件的腐蚀
4
固废处理对耐火材料的影响
碱、硫等元素化合物与耐火材料的反应
碱、硫比值的大小对耐火材料的影响
5
水泥窑可以处理的废弃物的种类
1. 固体废弃物作原料: 粉煤灰、炉渣、煤矸石、石灰残渣、电石渣、制糖 废渣、高炉炉渣、钢渣、铜矿渣、硫酸渣、锑矿尾 砂、铝矾土、锡回收渣、磷石膏、氟石膏、化学石 膏、硅砂、飞灰、型砂、水厂污泥、河流淤泥等。 2. 固体废弃物作燃料 石油焦、石墨粉、焦碳屑、废轮胎、橡胶、塑料、 造纸工业废料、生活垃圾、肉骨粉、油面岩、泥碳、 电池、农作物的杆等,以及碎木屑、纺织废品、有 机有害化工废料、医药废弃物等。
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耐火材料的对策和发展
碱性耐火材料 2 尖晶石砖 90年代出现的尖晶石砖,不但具有较强的挂窑 皮能力,而且在抗碱、硫熔融物和熟 料液相侵蚀, 抗热震和窑体变形产生的机械应力,以及在抗热负 荷等方面,且有一系列的优点,性能优于镁铬砖, 已成为当今世界碱性砖技术发展的主流。 如:镁铝尖晶石、镁锰尖晶石、镁铁尖晶石 等
26
铝质耐火材料
高铝质耐火材料在经过1400℃×3h耐碱试验后的照片
27
Al2O3-SiC质耐火材料
目前,由于碳化硅具有较强地抗碱性能,与
碱反应后,生成一层粘性极高的又无裂纹的 保护层,同时,由于SiC具有极高的导热性能 和耐磨蚀性能,所以由Al2O3-SiC的高耐碱 性耐火材料相继出现,并产生非常好的效果, 能满足烧成系统分解炉、回转窑、窑门、篦 冷机、三次风管、前窑口等不同部位工况和 需求。
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耐火材料的使用寿命如何

耐火材料的使用寿命如何耐火材料在众多工业领域中都扮演着至关重要的角色,从钢铁冶炼到玻璃制造,从水泥生产到陶瓷烧制,几乎凡是涉及高温环境的工业生产流程,都离不开耐火材料的保驾护航。
然而,耐火材料并非一劳永逸的,其使用寿命是一个受到多种因素影响的复杂问题。
首先,耐火材料自身的质量和性能是决定其使用寿命的基础。
不同类型的耐火材料,如酸性、碱性和中性耐火材料,具有不同的化学组成和物理性能。
例如,高铝质耐火材料具有较高的耐火度和良好的抗渣性,而镁质耐火材料则在抵抗碱性渣侵蚀方面表现出色。
优质的耐火材料通常具备均匀的组织结构、低气孔率、高耐压强度和良好的热稳定性。
这些特性使得它们在高温和恶劣环境下能够保持较好的性能,从而延长使用寿命。
使用环境对耐火材料的寿命有着显著的影响。
温度是其中最为关键的因素之一。
长时间处于高温状态下,耐火材料会逐渐发生物理和化学变化,如晶型转变、烧结收缩等,从而导致其性能下降。
此外,温度的波动也会对耐火材料造成损害,频繁的热胀冷缩容易引起裂纹和剥落。
化学侵蚀是缩短耐火材料使用寿命的另一个重要因素。
在许多工业生产过程中,会产生各种化学物质,如炉渣、熔剂、气体等,它们与耐火材料发生反应,破坏其组织结构。
例如,在钢铁冶炼中,炉渣中的氧化铁、氧化钙等成分会与耐火材料中的氧化铝、氧化镁等发生化学反应,形成低熔点化合物,导致耐火材料的侵蚀和损坏。
机械磨损同样不可忽视。
在物料的传输、搅拌和冲击过程中,耐火材料表面会受到摩擦和碰撞,造成磨损和破坏。
尤其是在一些高速流动和剧烈搅拌的工况下,机械磨损的影响更为明显。
施工和安装质量也直接关系到耐火材料的使用寿命。
如果施工过程中未能按照规范进行,如砌缝处理不当、灰浆不饱满、锚固不牢固等,都会在使用过程中形成薄弱环节,导致耐火材料过早损坏。
日常的维护和管理对于延长耐火材料的使用寿命至关重要。
定期检查耐火材料的状况,及时发现和处理表面的裂纹、剥落、侵蚀等问题,可以有效地防止损坏的进一步扩大。
水泥窑固体废弃物处理对耐火材料的影响及对策

水泥窑固体废弃物处理对耐火材料的影响及对策【中国水泥网】作者: 单位: 【2010-01-19】固体废弃物的品种很多,所含的元素成分及其化合物也较多,这些元素化合物的熔融物随窑气和窑料侵蚀耐火材料,与耐火材料发生热化学反应,使得耐火材料使用条件更加苛刻,因而应对固体废弃物在水泥工业中循环利用带来的新问题,是摆在水泥工业用耐火材料迫在眉睫的难题。
本文对目前水泥窑固废处理现状、固废处理对耐火材料的影响以及耐火材料的对策作重点论述。
1 水泥窑固体废弃物处理现状1.1 水泥窑可以处理的废弃物种类水泥工业利用固体废弃物主要的途径是将废弃物以二次原料或二次燃料的形式循环利用。
从理论上说,含有Ca0、Si02、Al2O3、Fe2O3的水泥原料成分的工业废弃物可作为水泥原料,含有一定热量的工业废弃物均可用作水泥熟料生产过程中的燃料。
目前可以用作原燃料的固体废弃物主要有:(1)固体废弃物作原料:粉煤灰、炉渣、煤矸石、石灰残渣、电石渣、制糖废渣、高炉炉渣、钢渣、铜矿渣、硫酸渣、锑矿尾砂、铝矾土、锡回收渣、磷石膏、氟石膏、化学石膏、硅砂、飞灰、型砂、水厂污泥、河流淤泥等。
(2)固体废弃物作燃料:石油焦、石墨粉、焦碳屑、废轮胎、橡胶、塑料、造纸工业废料、生活垃圾、肉骨粉、油面岩、泥碳、电池、农作物的杆等,以及碎木屑、纺织废品、有机有害化工废料、医药废弃物等。
1.2 固体废弃物处理对耐火材料的影响固体废弃物的品种很多,所含的元素成分及其化合物也较多,在熟料煅烧过程中,这些废弃物在低温部位,对耐火材料几乎没有影响或影响较少,还有一些熔融在熟料里形成窑皮,附在耐火砖上,这样对耐火材料影响也非常小,甚至对耐火材料有一定的保护作用。
对耐火衬料直接影响的是在烧成过程中,预热器和回转窑之间的内循环的过程中所富集的碱(钾、钠)、卤族(氯、氟)和硫的化合物等,这些元素化合物的熔融物随窑气和窑料侵蚀耐火材料,与耐火材料发生热化学反应,生成新的低熔矿物,而新生矿物在体积上出现不同程度上的膨胀,致使耐火材料的剥落及开裂。
回转式阳极炉炉寿影响因素分析及优化实践

回转式阳极炉炉寿影响因素分析及优化实践
吴长林ꎬ 李亚新ꎬ 于冰新
( 大冶有色金属有限责任公司 冶炼厂ꎬ 湖北 黄石 435005)
[摘 要] 大冶有色冶炼厂对阳极炉炉寿影响因素进行了分析和优化实践ꎬ通过优化炉体不同部位的耐火砖材质ꎬ 提高了阳极炉整体炉寿ꎻ创新透气砖应用“ 三步” 优化维护ꎬ透气砖使用寿命与炉体大修实现同步ꎬ同时避免了透气 砖漏铜等事故性停炉ꎻ优化锅炉燃烧室平顶为弧形拱顶结构ꎬ同时降低燃烧室及拱顶整体高度ꎬ避免了燃烧室的突 发性故障停炉ꎻ优化氧化还原口角度、出铜口尺寸、稀氧燃烧烧嘴砖砖型结构及砌筑工艺等ꎬ2# 、3# 阳极炉炉寿整体 得到较大提高ꎬ其小修周期由正常 3 ~ 4 个月延长至 5 ~ 6 个月ꎬ大修周期可达到 2 ~ 2������ 5 年ꎬ达到国内先进水平ꎮ [关键词] 阳极炉ꎻ 炉寿ꎻ 稀氧燃烧ꎻ 透气砖 [ 中图分类号] TF806 [ 文献标志码] B [ 文章编号] 1003 - 8884(2018)04 - 0032 - 05
图 1 透气砖系统安装图
2������ 5 出铜口 出铜口通常为了方便砌筑ꎬ是由 5 至 6 块耐火
砖拼接砌筑而成ꎮ 生产合格的铜水必须由出铜口流 出进行浇铸成阳极板ꎬ因此出铜口在浇铸过程中会
受到铜水流动的洗刷ꎬ造成出铜口砖的损耗速度加 快ꎮ 每次浇铸完后出铜口会被铜水粘结ꎬ影响下一 炉铜水流出速度ꎬ因此每炉铜浇铸完后ꎬ操作工会对 出铜口进行 清 理、 修 复ꎬ 粘 结 严 重 时 需 进 行 烧 氧 作 业ꎬ从而造成出铜口的人为烧损ꎮ 正常使用寿命为 6 个月左右ꎮ 2������ 6 “ S” 型烟道
氧化还原口主要用于氧化、还原阶段通过氧化 还原管向铜水中鼓入压缩空气和还原剂对铜水进行 氧化和还原反应ꎮ 其耐火砖损耗快的部位主要为氧 化还原口砖及左右 0������ 1 m 区域和氧化还原口下方 1 m 内的区域ꎬ受操作因素的影响一般正常生产寿 命约 3 ~ 6 个月ꎬ损耗快的原因主要有:
浅谈影响定型耐火材料使用周期的因素及预防措施

浅谈影响定型耐火材料使用周期的因素及预防措施浅谈影响定型耐火材料使用周期的因素及预防措施作者:朱元昌出处:水泥商情网更新时间:2009-7-15 14:40:51 热★★★朱元昌枞阳海螺股份有限公司新型干法线的启用,大大的提高了生产效率和经济效益,但是窑内耐火材料的使用寿命已成为制约运转周期的重大问题。
随着生产工艺的不断发展和管理水平的不断提升,对定型耐火材料的验收、检修质量及具有耐磨性、抗腐蚀性、抵抗热应力、机械应力、化学应力破坏能力要求越来越高。
为此,现将对影响定型耐火材料的原因进行浅谈分析:一、定型耐火材料进厂验收流程严格规范的质量验收制度对于影响定型耐火材料使用周期具有较大的意义。
为此枞阳海螺公司在定型耐火材料的验收制度上制订了一套规章制度。
即:定型耐火材料进厂时,供应处、制造分厂、生产处要积极组织相关技术人员和送货单位人员对该批定型耐火材料进行质量验收,对定型耐火材料的尺寸、单重、外观、色差、平整度、包装进行验收并进行表格化管理;对定型耐火材料验收时一份进行留样,一份进行送检,同时在测量过程中如任何一项不合格,应立即以书面形式反馈供应部,要求生产厂家以书面形式作出反馈。
二、制订检修前更换定型耐火材料的编制方案我公司为了更好的落实海股政【2005】50号《耐火材料维修管理暂行办法》文件,组织人员根据对《耐火材料维修管理暂行办法》进行了转化下发。
在每次检修前,根据检修的实际情况编制《耐火材料检修人员安排》,并进行人员分工,便于人员的协调和统一管理。
根据窑内实际耐火材料消耗情况,业主单位会同施工单位编制《窑内耐火材料检修进度表》,根据《窑内耐火材料检修进度表》合理分配资源利用及项目跟踪落实情况。
三、严格规范、落实《耐火材料维修管理暂行办法》文件内容,强化检修现场安全防护措施,提高质量意识。
四、耐火砖施工的要求和规定1、检修质量管理管理网络:2、窑内砌筑施工质量的好坏是直接影响窑内定型耐火材料运行周期的关键因素。
危废焚烧回转窑用耐火材料侵蚀(一)

危废焚烧回转窑用耐火材料侵蚀(一)
危险废弃物(简称危废)对环境造成较大的不可逆伤害。
其中,有机危废占比高,且具有较高热值,对其进行焚烧处理是目前为科学、高效的手段。
回转窑是危废焚烧处理的主流装备,处理煅烧温度为800~1 500℃。
危废焚烧回转窑炉衬在设计上主要参考水泥回转窑的结构。
因焚烧危废产生的挥发分和灰分成分复杂多变,使炉衬耐火材料损毁严重,炉衬通常寿命约为6个月,耐火材料的停炉维修和更换严重影响了回转窑的运行效率和经济性。
剥落是危废焚烧回转窑使用中炉衬的主要损毁形式,熔渣的侵蚀和渗透是造成耐火材料高温中剥落的主要因素。
危废焚烧回转窑用耐火材料有镁尖晶石、铁铝尖晶石、铬刚玉砖、含锆高铝砖、硅莫砖等。
对这些耐火材料的损毁多为工业实践经验,在不同熔渣对不同耐火材料侵蚀方面的研究鲜有报道。
浅谈影响定型耐火材使用周期的因素及预防措施

耐火 材料运 行周期 的关键 因素 因此在 窑 内定型 耐火
材料 的施工 砌筑上 要注 意几点 :
( ) 了保证 定 型耐 火 材料 砌 筑方 便 、 量优 良 1为 质 和使 用 效果 良好 , 定型 耐火 材 料 内在 质量 ( 验报 除 检 告 中指 出) 及其 均 匀性 外 , 其外 观 的质 量 同样 必须 对 严格 控制 . 在实 际窑 内施工砌 筑上 对外 观质量应 达 到
RE RACT F ORY耐火材料
浅谈影响定型耐火材料 使用 周期 的因素及预 防措施
朱元 昌
( 徽枞 阳海螺 股份公 司 . 徽 2 6 1 ) 安 安 4 7 3
新 型 干法 水 泥 生产 线 提高 了生 产 效 率 和经 济 效
业 主单位 会 同施 工单位 编制 《 内耐 火材 料检 修进度 窑
几 点要求 :
送检. 同时 在测 量 过 程 中如任 何 一项 不 合格 . 立 即 应 以书面形 式反馈 供应部 . 要求 生产 厂家 以书 面形式 作 出反馈
① 尺 寸公 差 : 高度 公 差± % ; 形 面大 头及 小 头 2 楔
宽度 公差_ m + m:大小 头差 值公 差_ m 2 l m;长度 公差±
高 质 量 意 识
4 耐 火砖 施 工 的要 求 和 规 定
检 修 质量 管 理 网络 : 火材 料 管理 小组 、 火 材 耐 耐 料 现场 负责 、 现场质 量 、 全 、 安 协调 负责 。
窑 内砌筑 施 T质 量 的好 坏是 直 接影 响 窑 内定 型
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危险废物回转窑耐火砖选择依据和使用寿命的影响因素分析摘要:危险废物回转窑焚烧系统是目前主流的危险废物处置工艺,而耐火砖的
维护和更换是焚烧系统主要的运营成本之一,大约每1-2年,需要对回转窑耐火砖进行整体更换,每次更换需要停炉1个月左右。
因此选择合适的耐火砖,并尽可能延长耐火砖的使用寿命,能极大提高危险废物焚烧系统的经济效益。
本文从回转窑耐火砖的材质和选择依据,以及延长使用寿命的一些因素进行了综合性论述。
1.危险废物焚烧回转窑
根据危险废物处理的技术规范,焚烧类危险废物指通过高温焚烧能降低废物本身的危害毒性,并能够使废物的体积得到减容的类别,主要包括医疗废物、废药品、农药废物、废有机溶剂、废矿物油、废乳化液、废涂料、精馏残渣(液)、废树脂等种类。
回转窑系统是目前危险废物焚烧最主流的工艺,具有处置种类广泛、进料方式多样、技术设备成熟等特点,可以处理各种液体、固体和半固体等各种形态的危险废物【1】。
国外回转窑危险废物焚烧系统最大能达到10万吨/年的处置规模,国内目前新建设备以3万吨/年为主,回转窑通常设计长度范围在5米到15米,直径为3米到5米左右,一般会设置2°左右倾斜角,窑尾比窑头低,确保在转动时窑内物料从前往后移动,固体通过窑头的进料溜槽进料,液体通过管道输送到窑头面板的燃烧器进料,焚烧时危险废物和助燃空气流向一致,炉内物料停留时间通常为30–90分钟。
回转窑是最关键的设施之一,而其中回转窑耐火砖是直接决定设施运行状态的关键材料。
因此选择合适的耐火砖,减少耐火砖的损耗,是危险废废物集中焚烧处置的关键控制要素【2】。
2.耐火砖
耐火砖广泛适用于钢铁、冶金、玻璃、水泥和陶瓷等领域,因此耐火砖种类繁多,性质各异。
危险废物焚烧领域使用的耐火砖据根据形态分为耐火砖、浇注料和耐火胶泥等,根据使用材质通常分为铬锆刚玉质耐火砖、锆刚玉质耐火砖、刚玉碳化硅质耐火砖、刚玉莫来石质耐火砖、莫来石质耐火砖和粘土质耐火砖等。
危险废物焚烧使用耐火砖的部位通常包括回转窑、二燃室、急冷塔等。
【3】
3.耐火砖的选择依据
由于危险废物的复杂性,焚烧危险废物时存在入炉物料性质不稳定,化学成分复杂,形态各异以及其他很多不确定因素,因此选择耐火砖时要尤其关注以下几个因素【4】:(1)耐高温性能,回转窑炉内温度在850-1100左右,耐火砖需要能承受长期的高温环境,以及高温产生的热膨胀效应。
(2)耐机械磨损性能,高温下要抵御回转窑内物料和炉渣的机械摩擦和冲刷。
(3)耐化学腐蚀性能,耐火砖要能承受炉内危险废物带入的各种复杂的化学成分的腐蚀作用。
(4)抗热震性能,要能承受炉内温度的剧烈变化或局部温度过高带来的交变应力。
4. 耐火砖的性能指标
4.1显气孔率
显气孔率是指耐火砖中开口气孔的体积与耐火砖总体积的百分比,是评价耐火砖的重要
指标。
显气孔率的高低不仅可体现出耐火砖的致密程度,而且还可以反应其生产工艺中原材
料粒度、成型和烧制过程的合理性。
通常来说,危险废物焚烧回转窑耐火砖的显气孔率通常
控制在15%以下,低气孔率的原材料可以提高耐火砖质量、机械强度,并有效减少与熔融物
质的接触面积,能有效延长耐火砖的使用寿命【5】。
4.2 0.2MPa荷重软化温度
荷重软化温度是指在一定的升温条件下,耐火砖承受恒定压力负荷所产生的变形的温度。
荷重软化温度体现出耐火砖对高温和压力的抵抗能力,能一定程度反应出材料的强度性能。
不同材质的耐火砖的0.2MPa荷重软化温度有所区别,比如铬锆刚玉质耐火砖的0.2MPa荷重
软化温度通常要求在1700℃。
4.3 抗热震性(950℃,水冷)
抗热震性是耐火砖遭受剧烈温度变化时热震损伤的程度,是耐火砖力学性能和热学性能
的综合表现,一般分为水冷、空冷和自然冷却。
水冷试验是测试热震性能的较为苛刻的方法,通常危险废物焚烧耐火砖的抗热震性(水冷)的要求大于20次左右。
5. 延迟耐火砖使用寿命的措施
5.1. 耐火砖的砌筑工艺
回转窑耐火砖的砌筑施工质量直接影响到整体的耐火材料的使用寿命,如果局部耐火砖
发生了脱落,在高温状态下会损伤设备,同时会加速耐火砖的剥落过程。
耐火砖砌筑是要设
置基准线,并采用轴向错缝砌筑的工艺进行施工。
尤其要注意耐火砖砖环的封闭的管理,锁
砖的施工直接关系到窑砖的砌筑质量和掉砖【6】。
5.2 焚烧物料的进料管理
危险废物回转窑的进料直接影响到耐火砖的使用寿命,控制危险废物的进料能有效延长
回转窑的运行周期。
进料的影响通常包括两个方面。
首先是危险废物进料的形态,因为危险废物的来源比较复杂,固体类危险废物要控制尺
寸大小,不能直接投入尺寸和重量过大的物料,如钢板、水泥块等,这样会加速对耐火砖的
机械磨损,对于大块的固体类硬物应该在进料时挑选出来,对其他大块物料应进行相应的破
碎处理,降低物料在回转窑中对耐火砖的摩擦损伤。
另外要控制进料的干湿度,物料不能有
大量的游离液体,液体在高温下直接接触耐火砖会加大热震效应,会对耐火砖造成极大损伤。
半固体危险废物应和干料搭配,并搅拌均匀。
液体类危险废物应使用喷枪进行进料,并且要
控制喷枪的雾化效果【7】。
其次要严格控制进料的危险废物的碱金属的含量,钠、钾等碱性金属元素对耐火砖有明
显的浸蚀作用,这些碱金属元素会以熔融态或者气态的方式,通过耐火砖的表面的空隙渗入,造成对耐火砖表面发生浸蚀剥离等情况,因此在危险废物进行焚烧配伍时,应该控制碱金属
盐的含量,通常钠、钾等碱金属元素含量应不高于5%左右。
5.3 运行过程的管理
危险废物焚烧系统回转窑耐火砖的使用寿命还和运行过程的管理控制有密切关系。
焚烧
工况控制平稳,焚烧温度不要频繁的较大范围波动,少量多次均匀进行投料,防止焚烧过程
局部发生爆燃等情况。
5.4 窑皮
窑皮指对回转窑表面覆盖一层保护层,来减少焚烧过程中耐火砖的损伤程度。
通常的做
法是在窑内添加适当比例的玻璃、铁皮和沙子等低熔点材料,在高温下使其混合熔融,并转
动回转窑,使这些熔融体均匀粘覆在回转窑表面,然后降温凝固后形成一层致密的保护层。
但是由于危险废物的温度可能达到1100℃,窑皮材料是低熔点物质组成,在焚烧过程中会较
快发生损失,因此窑皮的保护是短期性的,需要定期进行重新烧制【8】。
6结论
危险废物回转窑耐火砖的更换是危险废物焚烧运营的重要成本构成,因此选择合适的耐
火砖,并尽可能延长耐火砖的使用寿命是提高危险废物焚烧运营的经济效益的重要手段。
危
险废物的来源和成分复杂,不同行业产生的危险废物性质差异较大,因此需要根据处置的危
险废物的实际情况来选择合适类型的耐火砖,通过适当的运行和管理手段在危险废物焚烧处
置的运营实践中不断去摸索提高耐火砖使用寿命。
参考文献:
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