焦炉用耐火材料
耐火材料的发展历程
一、耐火材料的起源
古代、中世纪、文艺复兴时代的耐火材料，工业革命前后高炉、焦炉、热风炉用耐火材料，近代后期新型耐火材料及其制造工艺，现代耐火材料制造技术及主要技术进步，以及对未来耐火材料发展的展望，耐火材料与高温技术相伴出现，大致起源于青铜器时代中期。
耐火材料的三大发展阶段
东汉时期（公元25～220）已用粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵。
20世纪初，耐火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展，同时发展了完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和高耐火纤维（用于1600℃以上的工业窑炉）。前者如氧化铝质耐火混凝土，常用于大型化工厂合成氨生产装置的二段转化炉内壁,效果良好。
50年代以来,原子能技术、空间技术、新能源开发技术等的迅速发展，要求使用耐高温、抗腐蚀、耐热震、耐冲刷等具有综合优良性能的特种耐火材料
二、耐火材料在中国的发展
20世纪初，耐火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展，同时出现了完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和耐火纤维。现代，随着原子能技术、空间技术、新能源技术的发展，具有耐高温、抗腐蚀、抗热振、耐耐火材料冲刷等综合优良性能的耐火材料得到了应用。在中国有许多工厂生产耐火材料产品。中国有丰富的资源，也正因为这方面的原因，各大外国投资商也来到国内一展身手，展露头角。
在中国的东北部，是耐火材料供应商极其丰茂的地区，导致其他国外投资商对其的出口低价格产生了质疑，从而在2003年由欧盟提出对中国耐火材料新产品的反倾销，限制了产品对欧盟的出口。2006年中国为保护原材料资源的大量流失，对部分行业进行了减免出品退税，以此极大地限制产品的出口。但这并不能在很大程度上限制一些国外的品牌销售，因为它们拥有几十甚至上百年的销售生产经验，并极大地占有了市场，也创立了它们在各大洲的品牌效应。
三、发展具有综合技术水平的耐火材料产业
综合技术水平的耐火材料产业，不仅指生产出的耐火材料产品具备质量好、环保、轻质等优质特点，同时也指生产耐火材料的匹配设备具有寿命长、性能好、产量高等优质特点。综合技术水平的评定因素，涉及耐火产品和生产设备等一整套工艺流程，以及高水平的产品研发、监督管理人员等因素，这些因素综合评估的结果决定了耐火材料产业的综合技术水平。
耐火材料概论知识点总结
硅砖的应用：是焦炉、玻璃熔窑、高炉热风炉、硅砖倒焰窑和隧道窑、有色冶炼和酸性炼钢炉及其它一些热工设备的良好筑炉材料。
粘土质耐火材料的原料
软质粘土
生产过程中通常以细粉的形式加入，起到结合剂和烧结剂的作用。苏州土和广西泥是我国优质软质粘土的代表。
硬质粘土
通常以颗粒和细粉的形式加入，前者起到配料骨架的作用，后者参与基体中高温反应，形成莫来石等高温形矿物。
结合剂
水和纸浆废液
粘土质耐火材料制品原料来源丰富，制造工艺简单，产量很大，广泛用于各种工业窑炉和工业锅炉上。如隧道窑，加热炉和热处理炉等的全部或大部分炉体，排烟系统内衬用耐火材料，其中钢铁冶金系统是粘土质耐火材料制品的大用户，用于盛钢桶，热风炉、高炉、焦炉等使用温度在1350℃以下的高温部位。
铝矾土的加热变化
a. 分解阶段（400~1200℃）
b二次莫来石化阶段（1200~1400℃或1500℃）
二次莫来石化时发生约10%的体积膨胀
c. 重结晶烧结阶段（1400~1500℃）。
• 高铝质耐材的应用
• 由于高铝质耐火材料制品的优良性能，因而被广泛应用于高温窑炉一些受炉气、炉渣侵蚀，温度高承受载荷的部位。例如高铝风口、热风炉炉顶、电炉炉顶等部位。
• 硅线石族制品具有较高的荷重软化温度、热震稳定性好、耐磨性和抗侵蚀性优良，因此适用于钢铁、化工、玻璃、陶瓷等行业，如用作烟道、燃烧室、炉门、炉柱、炉墙及滑板等。在高炉上，为确保内衬结构的稳定性、密封性，避免碱性物的侵入和析出，或风口漏风，在出铁口、风口部位，选择内衬大块型组合砖结构的硅线石族耐火材料，延长了使用寿命。
• 莫来石制品的抗高温蠕变、抗热震性能力远远优于包括特等高铝砖在内的其它普通高铝砖 ，广泛应用于冶金工业的热风炉、加热炉、钢包，建材工业的玻璃窑焰顶、玻璃液流槽盖、蓄热室，机械工业的加热炉，石化工业的炭黑反应炉，耐火材料和陶瓷工业的高温烧成窑及其推板、承烧板等窑具。
不定型耐火材料
不定形耐火材料(unshaped refractories)
由一定级配的骨料、粉料、结合剂和外加剂组成不定形状的不经烧成可供直接使用的耐火材料。不定形耐火材料的耐火度应不低于1500℃，有些隔热不定形耐火材料的耐火度允许低于1500℃。这类材料无固定的外形，呈松散状、浆状或泥膏状，因而也称为散状耐火材料，也可以制成预制块使用或构成无接缝的整体构筑物，也称为整体耐火材料。
不定形耐火材料具有工艺简单，生产周期短、节约能源、使用时整体性好、适应性强、便于机械化施工等特点。
简史 不定形耐火材料是以耐火浇注料为基础而拓展的。早在1918年法国已开始销售铝酸盐水泥，一般认为在1925年欧美国家才以铝酸盐水泥作为耐火浇注料的结合剂，在第二次世界大战时期，美国用耐火浇注料和耐火可塑料作为锅炉和石油设备内衬。日本在1955年开始生产不定形耐火材料。到1960年美、日、联邦德国不定形耐火材料分别占耐火材料产量的12.6％、1.6％和1.6％。1966～1975年不定形耐火材料在工业发达国家实现了品种系列化，质量稳步提高、产量显著增长，1980年以前，美、日、联邦德国的不定形耐火材料产量已分别提高至37.1％、31.7％和36.8％，大致占耐火材料产量的三分之一或稍多一些。20世纪80年代以后，工业发达国家耐火材料产量逐步有所下降，而不定形耐火材料产量并无太大变化，因而不定形耐火材料产量比率相应提高，如以日本为例：1976～1985年耐火材料产量从270万t左右降至200万t左右，而其中不定形耐火材料始终维持在90万t左右，其比率从34％提高到44％。美国不定形耐火材料的比率已达到50％，西欧共同体为35％。到90年代初，不定形耐火材料的产量已接近烧成耐火制品的产量，在耐火材料行业促成了巨大的变化，这也说明了不定形耐火材料的迅速发展。
中国的不定形耐火材料发展史要追溯至古代的原，始制陶时代和青铜器时代，当时所用的焙烧陶器的窑和冶炼青铜的炉(或坩埚)就是用可塑性的耐火粘土塑造或捣制而成的，这可以说就是原始的不定形耐火材料。而现代的不定形耐火材料则是从20世纪50年代初期开始研究并在工程中得到应用的。例如以耐火捣打料修筑炼钢炉底，感应炉内衬；采用硅酸盐水泥和水玻璃为结合剂配制的耐火浇注料，当时称l为耐热混凝土；60年代铝酸盐水泥(也称矾土水泥或高铝水泥)研制成功后，耐火浇注料在质量上有所提高，纯铝酸钙水泥耐火浇注料和磷酸盐结合耐火浇注料、耐火捣打料在工业窑炉上也得到普遍应用。同时在石油工业窑炉上开始采用水玻璃或铝酸盐水泥隔热浇注料和耐火喷涂料。到70年代在钢铁工业的轧钢生产用窑炉中耐火可塑料获得广泛应用。80年代以来，耐火喷涂料(喷补料)、耐火浇注料(尤其是粘土结合耐火浇注料和低水泥耐火浇注料、无水泥耐火浇注料)发展迅速。应用方面也由一般工业窑炉扩展到连铸、盛钢桶、高炉出铁沟以及高炉、转炉等的维修。1977年中国正式采用%26ldquo;不定形耐火材料%26rdquo;名称。1976年以前不定形耐火材料年产量10万t以下，1990年达125万t，约为耐火材料总产量的15％。
耐火材料产品按用途分类系列
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耐火材料按用途分类产品系列
一、炼铁用耐材系列
二、炼钢用耐材系列
三、工业炉用耐材系列
四、烟囱、烟道、内衬材料
五、水泥窑用耐材系列
六、有色冶金耐材系列
七、石化系统耐材系列
八、电力系统耐材系列
九、常规产品系列
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一、炼铁用耐材系列
1、产品名称：SPZ系列纤维绝热浇注料
所属分类：炼铁用耐材系列
【用途】
各种高温气体管道内衬喷涂、浇注、涂抹；
高温炉窑及设备保温隔热层：
如加热炉、均热炉、热处理炉、退火炉，陶瓷、耐火制品烧成窑、蒸汽锅炉、石油工业管式加热炉、轻柴油、
乙烷裂解炉、石油催化裂化装置、水泥窑炉、有色冶金炉窑复合保温结构的保温隔热层；
钢包、连铸中间包保温衬；
【特性】
导热系数低——容重轻，导热系数极低，保温性能好；
施工方便——可浇注、可涂抹、可喷涂，施工方便；
【用法】
按比例加水搅拌成砂浆，振捣浇注、机械喷涂、手工涂抹成型。
2、产品名称：高炉内衬维修RDGN、RDGA喷补料
【用途】
RDGN喷补料——用于高炉炉身上，中部热态喷涂维修
RDGA喷补料——用于高炉炉身下部热态喷涂维修
RM1X可塑料——用于高炉出铁口的维修
【特性】
喷补料
3
强度高，有良好的抗CO和碱金属侵蚀性能；
附着性好，回弹率小；
可塑料
中温强度高、抗剥落性好；
粘结力强；
【用法】
高炉内衬热态或冷态喷补维修，可塑料涂抹、捣打。
3、产品名称：高炉造衬压入泥浆系列
【用途】
适用于炼铁高炉、热风炉、热力管道等大型冶炼设备的内衬灌浆造衬
高铝质压入料RY―65——高炉冷却壁耐火衬剥落后的造衬维修
碳化硅－碳质压入料RDT-55——用于高炉风口与冷却板部位的压入维护
焦炉发展历史及趋势
专题报告
焦炉发展历史及趋势
班级：化工08-4班
姓名：***
学号：********焦炉发展历史及趋势
摘要：简单介绍焦炉的结构，回顾焦炉的发展历史，分析焦炉的发展趋势。重点讨论我国焦炉大型化发展的迫切性、必要性和可行性。
关键词：焦炉、结构、发展、历史、趋势、大型化、迫切性、必要性、可行性
1、焦炉的结构
焦炉也就是炼焦炉，一种通常由耐火砖和耐火砌块砌成的炉子，用于使煤炭化以生产焦炭。 用煤炼制焦炭的窑炉。是炼焦的主要热工设备。现代焦炉是指以生产冶金焦为主要目的、可以回收炼焦化学产品的水平室式焦炉，由炉体和附属设备构成。焦炉炉体由炉顶、燃烧室和炭化室、斜道区、蓄热室等部分，并通过烟道和烟囱相连。整座焦炉砌筑在混凝土基础上。现代焦炉基本结构大体相同，但由于装煤方式、供热方式和使用的燃料不尽相同，又可以分成许多类型。
现代炼焦炉由炭化室、燃烧室、蓄热室、斜道区、炉顶、基础、烟道等组成。炭化室中煤料在隔绝空气条件下受热变成焦炭。一座焦炉有几十个炭化室和燃烧室相间配置，用耐火材料(硅砖)隔开。每个燃烧室有20～30个立火道。来自蓄热室的经过预热的煤气（高热值煤气不预热）和空气在立火道底部相遇燃烧，从侧面向炭化室提供热量。蓄热室位于焦炉的下部，利用高温废气来预热加热用的煤气和空气。斜道区是连接蓄热室和燃烧室的斜通道。炭化室、燃烧室以上的炉体称炉顶，其厚度按炉体强度和降低炉顶表面温度的需要确定。炉顶区有装煤孔和上升管孔通向炭化室，用以装入煤料和导出煤料干馏时产生的荒煤气。还设有看火孔通向每个火道，供测温、检查火焰之用，根据检测结果，调节温度和压力。整座焦炉砌筑在坚固平整的混凝土基础上，每个蓄热室通过废气盘与烟道连接，烟道设在基础内或基础两侧，一端与烟囱连接。
2、焦炉的发展历史
20世纪30年代以前，焦炉炭化室容积一般不超过20米3。1927年炭化室高6米、有效容积达30米3的大容积炼焦炉首次在德国建成投产。60年代起许多国家相继建造了大容积炉。目前广泛使用的大型炼焦炉尺寸为:炭化室高6～7.5米,长15～17米,平均宽0.4～0.46米，有效容积达50米3左右。
耐火钢材种类和型号
耐火钢材种类和型号
耐火钢材是一种具有耐高温和耐腐蚀性能的特殊钢材。它在高温环境下仍能保持较高的强度和硬度，被广泛应用于炉窑、化工设备和航空航天等领域。根据不同的应用需求，耐火钢材分为多种种类和型号。
一种常见的耐火钢材是高铬耐火钢。它含有较高的铬含量，通常在12%以上。高铬耐火钢具有优异的耐高温和耐腐蚀性能，适用于炉窑内壁、管道和燃烧器等高温部件的制造。常见的型号有1Cr13、2Cr13等。这些钢材具有较高的硬度和耐磨性，能够在高温下长时间使用而不失效。
另一种常见的耐火钢材是高镍耐火钢。高镍耐火钢中镍的含量通常在20%以上。高镍耐火钢具有出色的耐高温和耐腐蚀性能，特别适用于化工设备和石油炼制等领域。常见的型号有Hastelloy、Inconel等。这些钢材具有优异的耐蚀性和耐氧化性，能够在极端腐蚀和高温环境下长时间稳定运行。
除了高铬和高镍耐火钢，还有一种常见的耐火钢材是高硅耐火钢。高硅耐火钢中硅的含量通常在1%以上。高硅耐火钢具有良好的耐高温和耐氧化性能，适用于炉窑内壁和耐火砖等高温部件的制造。常见的型号有1Cr18Si2、3Cr13Si等。这些钢材具有较高的耐磨性和耐腐蚀性，能够在高温高压下长时间使用。
总的来说，耐火钢材种类繁多，根据不同的应用需求选择合适的种类和型号非常重要。无论是在炉窑、化工设备还是航空航天领域，耐火钢材都扮演着重要的角色，保障设备的安全稳定运行。通过合理选择和使用耐火钢材，可以有效延长设备的使用寿命，提高生产效率，降低维修成本。
冶金设备_1耐火及保温材料
1 耐火及保温材料
【本章重点】
（1）耐火的热工性能
（2）常用耐火材料——硅制、硅酸铝制和镁制耐火材料
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【本章难点】
（1）Al2O3——SiO2二元系相图
根据Al2O3——SiO2二元系相图，随着t的变化找到两个共晶点（1540℃和1810℃）和三个平衡固相（方石英、莫来石、刚玉），从而分析硅酸铝制耐火材料的热工特性。
（2）挂渣
在火法冶金生产过程中，许多的冶金炉如鼓风炉、烟化炉、闪速炉以及转炉和电炉等都有金属质水套或水箱作为其水冷保护层，有些金属构件在水冷的同时进行挂渣保护，还有一些转炉（窑）的耐火砖内衬，进行热挂渣保护。这些措施均可延长炉衬的使用寿命。根据挂渣机理、挂渣的成分分析其在护炉过程中特点。
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【主要内容】
1.1 概述
耐火材料 是指耐火度不低于1580℃的无机非金属材料，它在一定程度上可以抵抗温度骤变和炉渣侵蚀，并能承受高温荷重。
应 用 冶金工业所用耐火材料占其生产总量的60~70%；冶金炉是大量优质耐火材料的消耗者。
要 求 耐火材料在高温设备中受高温条件的物理化学浸蚀和机械破坏作用，所以耐火材料的性能应满足如下要求：
⑴.耐火度高 在1000~1800℃之间，耐火材料应具有在高温作用下不易熔化的性能。
⑵.高温结构 耐火材料在受到炉子砌体的荷重下或其他机械震动下不发生软化变形和坍塌。
⑶.热稳定性 冶金炉和其他工业窑炉在操作过程中由于温度骤变引起各部分温度不均匀，砌体内会产生应力而使材料破裂和剥落；因此，耐火材料应具有抵抗这种破损的能力。
⑷.抗渣蚀性 具有抵抗高温化学腐蚀的能力。
⑸.高温体积 冶金炉在长期高温使用中，炉砖内部由于晶形转变会产生不可恢复的体积收缩或膨胀，造成砌体的破坏；因此，耐火材料必须在高温下体积稳定。
⑹.外形尺寸 砌体的砖缝虽用耐火泥填充，但密度和强度均比制品差，因此砖缝愈小愈好，耐火制品不能有大的扭曲、缺角、溶洞和裂纹等缺陷，尺寸公差要合乎规定要求。
耐火材料标准精选（最新）
耐火材料标准精选（最新）
耐火材料标准精选（最新）
G2273《GB/T 2273-2007 烧结镁砂》
G2608《GB/T 2608-2012 硅砖》
G2992.1《GB/T 2992.1-2011 耐火砖形状尺寸 第1部分：通用砖》
G2992.2《GB/T 2992.2-2014 耐火砖形状尺寸 第2部分：耐火砖砖形及砌体术语》
G2994《GB/T 2994-2008 高铝质耐火泥浆》
G2997〈GB/T2997-2000 致密定形耐火制品体积密度，显气孔率〉
G2998〈GB/T2998-2001 定形隔热耐火制品体积密度和真气孔率试验方法〉
G2999《GB/T2999-2002 耐火材料颗粒体积密度试验方法》
G3000〈GB/T3000-1999 致密定形耐火制品透气度试验方法〉
G3001《GB/T 3001-2007 耐火材料 常温抗折强度试验方法》
G3002《GB/T3002-2004 耐火材料 高温抗折强度试验方法》
G3003《GB/T 3003-2006 耐火材料 陶瓷纤维及制品》
G3007《GB/T 3007-2006 耐火材料 含水量试验方法》
G3994《GB/T 3994-2013 粘土质隔热耐火砖》
G3995《GB/T 3995-2014 高铝质隔热耐火砖》
G3997.1《GB/T3997.-1998 定形隔热耐火制品重烧线变化试验方法》
G3997.2《GB/T3997.2-1998 定形隔热耐火制品常温耐压强度试验方法》
G4513《GB/T4513-2000 不定形耐火材料分类》
G4984《GB/T 4984-2007 含锆耐火材料化学分析方法》
G5069《GB/T 5069-2007 镁铝系耐火材料化学分析方法》
G5070《GB/T 5070-2007 含铬耐火材料化学分析方法》 G5071《GB/T 5071-2013 耐火材料 真密度试验方法》
炼焦
1 炼焦
1.1 概述
山西通州煤焦集团股份有限公司焦化项目新建年产焦炭215万吨项目。设计拟选用JNDX3-6.25-12型单热式捣固焦炉，一期建设2×56孔，配套建设1×150t/h干熄焦，二期建设2×50孔，配套建设1×140t/h干熄焦。一二期共建设两套湿法熄焦备用。
焦炉集气系统采用梨形集气管（设在焦侧），双吸气管。采用固定式捣固站煤塔。焦炉装煤除尘采用高压氨水喷射配合双U型管式烟气转换车，机侧炉头烟尘由装煤集尘干管送往地面站净化处理（水封式）。出焦除尘采用干式除尘地面站，拦焦机与拦焦除尘管道采用对接口阀形式。焦炉设上升管余热利用装置和烟道气脱硫脱硝系统。
1.2 炼焦基本工艺参数、操作制度
焦炉炉型 JNDX3-6.25-12型
炭化室孔数 2×56+2×50孔
每孔炭化室装煤量（干） 44.09 t
装炉煤水分 10％
焦炉周转时间 27h
焦炉年工作日数 365 d
全焦产率（含焦粉，干） 72%
煤气产率 360 m3/t干煤
装炉煤水分7％时炼焦干煤相当耗热量 用焦炉煤气加热 2240kJ/kg
焦炉加热用焦炉煤气低热值 17900kJ/ m3
焦炉检修时间 2h/d
每孔炭化室操作时间（计算值） 13.25（14.85）min
说明：（）内数据为二期数据。
1.3 炼焦工艺流程
由备煤车间送来的能满足炼焦要求的配合煤装入煤塔。通过摇动给料器将煤装入装煤车的煤箱内(下煤不畅时，采用空气炮风力震煤措施)，并将煤捣固成煤饼，装煤车按作业计划将煤饼从机侧送入炭化室内。
煤饼在炭化室内经过一个结焦周期的高温干馏炼制成焦炭和荒煤气。
炭化室内的焦炭成熟后，用推焦机推出，经拦焦机导入焦罐内，并由电机车牵引至干熄站进行干熄焦，熄焦后的焦炭送往焦处理系统。当干熄焦检修或出现事故需利用备用的湿法熄焦时，炭化室内成熟的焦炭经拦焦机导入熄焦车内，由电机车牵引熄焦车至熄焦塔内进行喷水熄焦。熄焦后的焦炭卸至焦台上，冷却一定时间后送往焦处理系统。
5.5m焦炉比较
国内5.5m捣固焦炉比较（2x55孔）
序号 名 称 单 位 国内同类型焦炉
XY5549C 某A型焦炉 某B型焦炉
1 焦炉尺寸及工艺参数
1.1 炭化室全长 mm 16090 15980 15980
1.2 炭化室全高 mm 5550 5550 5500
1.3 炭化室平均宽 mm 490 554 550
1.4 炭化室锥度 mm 20 20 20
1.5 炭化室中心距 mm 1300 1350 1350
1.6 炭化室一次装煤量 t 39.85 40.6 35.1
1.7 焦炉周转时间 h 22.0 25.5 22.5
1.8 结焦率 ％ 76.0 76.0 76.0
1.9 干煤气产率 Nm3/t 310 310 310
1.10 年耗干煤量 t/a 1666152 1534200 1503215
1.11 年产全焦量 t/a 1266275 1165992 1142443
1.12 小时产煤气量 Nm3/h 58962 54292 53196
2 焦炉用耐火材料量
2.1 硅砖 吨 17114 17400 19310
2.2 粘土砖 吨 3974 4612 4040
2.3 粘土格子砖 吨 3120 4072 3830
2.4 高铝砖 吨 206 312 70
2.5 漂珠砖 吨 784 838 560
2.6 缸砖 吨 286 290 350
2.7 合计 吨 25484 27524 28160
由上表可见，同样的2x55孔5.5m捣固焦炉按照相同的结焦率及煤气产率比较，由我公司独立自主开发设计的XY5549C型焦炉比A型焦炉每年可以多生产焦炭100283t/a，小时多生产煤气4670 Nm3/h，比B型焦炉可以多生产焦炭123832t焦炭，小时多生产煤气5766
Nm3/h；但是耐火材料用量却比A型焦炉少用2040t，比B型焦炉少用2676t。因此说XY5549C型焦炉是目前国内该类炉型中耗材最少，产能最大即投资最小，经济效益最高的焦炉。