加热炉用耐火材料

1、第十章第十章 加热炉用耐火材料加热炉用耐火材料2湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地加热炉，即热处理炉，在钢铁领域，按用途有轧钢用加热炉，加热炉，即热处理炉，在钢铁领域，按用途有轧钢用加热炉，锻造用加热炉等。锻造用加热炉等。对于间歇操作的加热炉，有室状炉、车底炉、罩式炉、井式对于间歇操作的加热炉，有室状炉、车底炉、罩式炉、井式炉、流动离子炉、马弗炉等。炉、流动离子炉、马弗炉等。对于连续操作的加热炉，有直通（推杆）式炉、辊底炉、步对于连续操作的加热炉，有直通（推杆）式炉、辊底炉、步进炉、链带炉等。进炉、链带炉等。热处理温度不高，加热炉一般使用温度不超过热处理温度不高，

2、加热炉一般使用温度不超过1300C。炉衬一般用氧化铝含量为炉衬一般用氧化铝含量为3675%的铝硅系耐火材料的铝硅系耐火材料。3湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地初轧厂的均热炉初轧厂的均热炉热轧厂的加热炉热轧厂的加热炉本章主要知识点冷轧厂的罩式退火炉冷轧厂的罩式退火炉轧钢用耐火材料轧钢用耐火材料4湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地基本要求基本要求:了解耐火材料在加热炉中的使用，掌握加热炉用耐了解耐火材料在加热炉中的使用，掌握加热炉用耐 火材料损坏的原因；火材料损坏的原因；难点和重点难点和重点: : 加热炉用耐火材料的要求和性能加热炉用耐

3、火材料的要求和性能. .思考题：思考题：1. 1. 轧钢用加热炉主要有几种类型？轧钢用加热炉主要有几种类型？ 2. 2. 加热炉用耐火材料的主要材质有哪些，有些什么加热炉用耐火材料的主要材质有哪些，有些什么 类型，分别用于什么部位？类型，分别用于什么部位？ 3. 3. 加热炉用耐火材料的损坏原因是什么？加热炉用耐火材料的损坏原因是什么？5湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地了解轧钢及其工艺流程6湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地7湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地8湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建

4、国家重点实验室培育基地9湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地10湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地11湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地 均热炉是轧钢厂用加热炉之一。由炉盖、炉墙、炉底和均热炉是轧钢厂用加热炉之一。由炉盖、炉墙、炉底和换热装置等部分组成。换热装置等部分组成。 1 1、均热炉、均热炉soaking pit(furnace) 均热炉的结构均热炉的结构12湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地 脱模后的热钢锭或冷钢锭垂直放在炉坑中，上加炉盖，脱模后的热钢锭或冷钢锭垂直放在

5、炉坑中，上加炉盖，将钢锭加热至轧制温度的工业炉。将钢锭加热至轧制温度的工业炉。 作用：作用：在初轧前把钢锭加热或保温一定时间，通过热扩在初轧前把钢锭加热或保温一定时间，通过热扩散使钢锭内部温度均匀而散使钢锭内部温度均匀而适于金属塑性加工适于金属塑性加工，以供轧钢机，以供轧钢机轧制成大、中、小型钢坯，然后轧制成各种钢材。轧制成大、中、小型钢坯，然后轧制成各种钢材。 如果是连铸坯，则可直接轧制成各种钢材，不用经过均如果是连铸坯，则可直接轧制成各种钢材，不用经过均热炉加热。热炉加热。 均热炉作用均热炉作用13湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地 炉膛为长方体形，钢锭在炉内

6、竖放。通常由几个炉坑组炉膛为长方体形，钢锭在炉内竖放。通常由几个炉坑组成一组成一组, ,共用一套控制系统。共用一套控制系统。 多数使用多数使用气体燃料气体燃料加热加热, ,也可用也可用重油重油。 均热炉是周期性工作的，其温度制度和供热制度随时间均热炉是周期性工作的，其温度制度和供热制度随时间变化。均热炉主要用于均热脱模后的热钢锭，也可加热冷变化。均热炉主要用于均热脱模后的热钢锭，也可加热冷钢锭。钢锭。均热炉使用环境均热炉使用环境14湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地 蓄热式均热炉蓄热式均热炉 炉坑两端有蓄热室，预热空气和煤气。炉坑两端有蓄热室，预热空气和煤气。 其

7、缺点是来回换向、温度不均匀，影响加热质量；不能适其缺点是来回换向、温度不均匀，影响加热质量；不能适应大钢锭、大轧机的要求。应大钢锭、大轧机的要求。 按结构特点，均热炉可分为按结构特点，均热炉可分为蓄热式蓄热式、换热式换热式（有中心供热（有中心供热的、四角供热的和上部双侧或单侧供热的）和的、四角供热的和上部双侧或单侧供热的）和电均热炉电均热炉。均热炉种类均热炉种类15湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地 换热式均热炉换热式均热炉 中心供热换热式均热炉，炉坑内钢锭靠墙放置，烧嘴在中心供热换热式均热炉，炉坑内钢锭靠墙放置，烧嘴在炉底中央，火焰垂直向上。在炉坑两侧有换热器，

8、预热空炉底中央，火焰垂直向上。在炉坑两侧有换热器，预热空气。气。 其缺点是底部中心烧嘴及其围墙其缺点是底部中心烧嘴及其围墙占用炉底面积占用炉底面积，并易受，并易受钢锭碰撞和熔渣浸蚀钢锭碰撞和熔渣浸蚀；16湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地 电均热炉电均热炉 电热体为填充有焦炭的碳化硅槽。炉内的金属氧化率电热体为填充有焦炭的碳化硅槽。炉内的金属氧化率不超过不超过0.20.20.30.3 ( (其他均热炉约为其他均热炉约为1 1) )；如果使用保；如果使用保护气氛（加入少量煤气或重油），还可达到无氧化和无护气氛（加入少量煤气或重油），还可达到无氧化和无脱碳加热，用来加

9、热某些特殊钢锭。脱碳加热，用来加热某些特殊钢锭。17湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地 均热炉炉衬的工作环境：均热炉炉衬的工作环境：（1 1）长期经受高温作用；）长期经受高温作用；（2 2）经受钢锭磨损及装料机夹钳碰撞等作用；）经受钢锭磨损及装料机夹钳碰撞等作用；（3 3）炉盖经常启闭，炉衬经受急冷急热作用；）炉盖经常启闭，炉衬经受急冷急热作用；（4 4）熔渣（熔融氧化铁皮渣等）的侵蚀作用。）熔渣（熔融氧化铁皮渣等）的侵蚀作用。18湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地均热炉炉衬耐火材料设计均热炉炉衬耐火材料设计由炉盖、炉墙、炉底和换热装

10、置等部分组成。由炉盖、炉墙、炉底和换热装置等部分组成。 炉底炉底炉坑侧墙下部炉坑侧墙下部侧墙中、上部侧墙中、上部中间隔墙中间隔墙炉口炉口烧烧 嘴嘴炉盖炉盖19湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地 如何进行设计如何进行设计?炉底炉底炉坑侧墙下部炉坑侧墙下部侧墙中、上部侧墙中、上部中间隔墙中间隔墙炉口炉口烧烧 嘴嘴炉盖炉盖20湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地21湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地22湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地均热炉用耐火材料（举例说明）均热炉用耐火材料（举

11、例说明） 炉底：炉底： 厚度为厚度为408mm镁铬砖或镁砖镁铬砖或镁砖优质粘土砖优质粘土砖轻质高铝砖轻质高铝砖高强硅藻土砖高强硅藻土砖共砌共砌5层砖，层砖，(由下往上由下往上)由由1层高强度层高强度硅藻土砖硅藻土砖、一层、一层轻质轻质高铝砖高铝砖、2层优质层优质粘土砖粘土砖和和1层层镁铬砖或镁砖镁铬砖或镁砖砌筑而成砌筑而成(以以适应高强度、抗渣蚀及保温的要求适应高强度、抗渣蚀及保温的要求)。23湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地炉坑侧墙下部炉坑侧墙下部(自炉底平面至自炉底平面至773mm处处)镁铬镁铬砖或砖或镁砖镁砖优质优质粘土粘土砖砖轻质轻质高铝高铝砖砖硅钙硅钙

12、板板内衬耐火材料厚度为内衬耐火材料厚度为710mm，由由2层层硅钙板硅钙板、1层轻质层轻质高铝砖高铝砖、1层优质层优质粘土砖粘土砖和和1层抗渣性好的层抗渣性好的镁铬砖镁铬砖或或镁砖镁砖砌筑而成；砌筑而成；24湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地 由由2 2层层硅钙板硅钙板、1 1层轻质层轻质高铝砖高铝砖和在和在800800以上热膨胀以上热膨胀性能稳定的性能稳定的硅砖硅砖组成；组成；硅硅砖砖轻质高铝砖轻质高铝砖硅钙板硅钙板侧墙中、上部侧墙中、上部 厚度为厚度为650mm650mm25湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地中间隔墙中间隔墙全部由

13、耐火砖砌筑而成。全部由耐火砖砌筑而成。隔墙下部厚度隔墙下部厚度1160mm，中间砌中间砌筑优质筑优质粘土砖粘土砖，两边各砌，两边各砌1层层镁砖镁砖或或镁铬砖镁铬砖。中上部厚度为中上部厚度为1040mm，由由硅砖硅砖砌筑而成。砌筑而成。镁砖或镁铬砖粘土砖镁砖或镁铬砖硅砖26湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地炉口炉口 炉口为最易损坏的部位。炉口为最易损坏的部位。 使用粘土质使用粘土质可塑料可塑料，维护方便；也有整体，维护方便；也有整体浇注料浇注料的的应用。应用。 每天多次开启炉盖，装、出钢锭，炉口耐火材料在每天多次开启炉盖，装、出钢锭，炉口耐火材料在高温状态下受到冷空

14、气的侵袭，容易产生应力，从而高温状态下受到冷空气的侵袭，容易产生应力，从而产生裂纹、强度下降以致剥落产生裂纹、强度下降以致剥落 操作中钢锭对炉口的碰撞，也是炉口损坏的原因之一。操作中钢锭对炉口的碰撞，也是炉口损坏的原因之一。27湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地烧烧 嘴嘴 采用高铝采用高铝可塑料可塑料捣打而成，可塑料中夹有用金属件捣打而成，可塑料中夹有用金属件固定在炉壁外壳上的高铝锚固砖来增加强度。固定在炉壁外壳上的高铝锚固砖来增加强度。炉盖炉盖 炉盖由型钢钢板所制框架组成，内衬由用金属件吊炉盖由型钢钢板所制框架组成，内衬由用金属件吊挂起来的挂起来的高铝锚固砖和粘

15、土可塑料高铝锚固砖和粘土可塑料组成，外面再浇注组成，外面再浇注50mm厚的厚的隔热浇注料隔热浇注料；28湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地2 2、加热炉、加热炉 加热炉是用来把初轧坯、连铸坯、小钢锭等进行加热加热炉是用来把初轧坯、连铸坯、小钢锭等进行加热到热轧所需的温度的热工设备。主要包括推钢式加热炉、到热轧所需的温度的热工设备。主要包括推钢式加热炉、步进式加热炉等。步进式加热炉等。 步进式加热炉步进式加热炉是连续式加热炉的一种形式。它的主要是连续式加热炉的一种形式。它的主要特征在于用步进式炉底（或步进梁）带动炉料在炉内向前特征在于用步进式炉底（或步进梁）带动炉料

16、在炉内向前运行，代替推钢机把炉料由后向前运行。运行，代替推钢机把炉料由后向前运行。 各部位的炉温基本恒定，可分为低温、中温、高温三个各部位的炉温基本恒定，可分为低温、中温、高温三个段带，分别为预热带、加热带和均热带，其温度分别为段带，分别为预热带、加热带和均热带，其温度分别为800900C、11501200C、12001300C。29湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地举例：宝钢步进梁式加热炉，全长举例：宝钢步进梁式加热炉，全长56.7m，内宽内宽12.6m，最大有效炉床面最大有效炉床面积为积为600m2；生产能力为生产能力为350t/h，加热温度为加热温度为125

17、0。步进梁式加热炉步进梁式加热炉30湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地步进式加热炉简图步进式加热炉简图A-步进梁或步进炉底；步进梁或步进炉底；B-固定梁或固定炉底；固定梁或固定炉底；C-被加热料坯被加热料坯31湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地32湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地步进梁外层包裹用耐火材料步进梁外层包裹用耐火材料 铁渣侵蚀、步进梁移动等铁渣侵蚀、步进梁移动等炉门工作层炉门工作层 温度波动较大、开闭时的机械振动温度波动较大、开闭时的机械振动加热炉出料侧加热炉出料侧 高温和气流冲击；高温和气流

18、冲击； 锚固砖金属吊挂件容易烧损。锚固砖金属吊挂件容易烧损。步进梁式加热炉使用环境步进梁式加热炉使用环境33湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地 可塑料可塑料(Al2O340%45%)用于用于装料侧、出料侧、预热装料侧、出料侧、预热段、均热段和加热段炉顶、端墙段、均热段和加热段炉顶、端墙等。可塑料等。可塑料(Al2O370%)用于烧嘴部位。用于烧嘴部位。 莫来石锚固砖莫来石锚固砖(Al2O360%和和80%两种两种)，用于，用于预热段、预热段、均热段和加热段的炉顶均热段和加热段的炉顶等处；等处； 粘土锚固砖粘土锚固砖，用于加料侧屏障、端墙和烟道等部位；，用于加料侧屏

19、障、端墙和烟道等部位；步进梁式加热炉用耐火材料步进梁式加热炉用耐火材料34湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地隔热浇注料隔热浇注料：用于预热段、均热段和加热段炉顶；：用于预热段、均热段和加热段炉顶；高铝浇注料及预制块高铝浇注料及预制块：使用于步进梁及装料侧端墙；：使用于步进梁及装料侧端墙；低水泥结合高铝浇注料及预制块：骨料使用的是棕刚低水泥结合高铝浇注料及预制块：骨料使用的是棕刚玉，使用于出料端墙；玉，使用于出料端墙；隔热板和各种陶瓷纤维隔热板和各种陶瓷纤维保温材料保温材料；35湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地36湖北省耐火材料与高温

20、陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地37湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地38湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地39湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地40湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地3 3、罩式退火炉、罩式退火炉退火炉是加热金属以改善组织结构性能的热工设备。退火炉是加热金属以改善组织结构性能的热工设备。 一般热处理温度低于均热炉和步进梁式加热炉。一般热处理温度低于均热炉和步进梁式加热炉。 没有化学侵蚀。没有化学侵蚀。 温度波动大，易产生热震。温度波动大，易产生热

21、震。多垛罩式退火炉多垛罩式退火炉 以宝钢罩式退火炉为例：退火时间为以宝钢罩式退火炉为例：退火时间为66106h，随品种、规格及数量随品种、规格及数量而定，最高退火温度而定，最高退火温度750。41湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地 退火炉主要使用退火炉主要使用粘土砖粘土砖、轻质粘土砖、高铝砖、轻质粘土砖、高铝砖、硅藻土砖硅藻土砖、烧嘴砖、泥浆、玻璃纤维板及陶瓷纤维等材料；烧嘴砖、泥浆、玻璃纤维板及陶瓷纤维等材料；退火炉炉衬耐火材料种类退火炉炉衬耐火材料种类 在某些温度急变的部位，如炉门口，用堇青石砖、碳化硅在某些温度急变的部位，如炉门口，用堇青石砖、碳化硅砖和刚玉砖等。砖和刚玉砖等。42湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地43湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地44湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地45湖北省耐火材料与高温陶瓷重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地均热炉均热炉（1 1）长期经受高温作用；）长期经受高温作用；（2 2）经受钢锭磨损及装料机夹钳