หลักการคัดเลือกและการวิเคราะห์การใช้งานของอิฐที่ทนไฟสําหรับเตาเผาไฟ

การคัดเลือกทางวิทยาศาสตร์ของ อิฐทนไฟ สำหรับเตาหลอมแบบแฟลชเป็นรากฐานสำคัญในการรับประกันการทำงานที่ปลอดภัยและเสถียรของอุปกรณ์หลอมโลหะนอกกลุ่มเหล็ก เตาหลอมแบบแฟลชเป็นอุปกรณ์หลอมโลหะนอกกลุ่มเหล็กขนาดใหญ่ ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยสามส่วน: หอทำปฏิกิริยา ถังตกตะกอน และปล่องไฟขึ้น เนื่องจากมีความแตกต่างอย่างมากในระดับอุณหภูมิ ลักษณะของตัวกลาง และสภาพการกัดกร่อนของกระแสลมในแต่ละส่วน การเลือกใช้วัสดุทนไฟและการกำหนดค่าโครงสร้างจึงจำเป็นต้องได้รับการออกแบบเฉพาะตามสภาพการทำงานที่เฉพาะเจาะจง

ลักษณะโครงสร้างโดยรวมและหลักการเลือกวัสดุทนไฟของเตาหลอมแบบแฟลช

พื้นที่การทำงานที่แตกต่างกันของเตาหลอมแบบแฟลชทำหน้าที่กระบวนการที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงมีความต้องการที่แตกต่างกันอย่างมากสำหรับประสิทธิภาพของวัสดุทนไฟ หอทำปฏิกิริยามีหน้าที่หลักในการทำปฏิกิริยาที่รวดเร็วที่อุณหภูมิสูง ถังตกตะกอนมีหน้าที่ในการจัดเก็บและแยกสารหลอมเหลว และปล่องไฟขึ้นมีหน้าที่ในการขนส่งก๊าซไอเสียที่อุณหภูมิสูง ดังนั้น การเลือกอิฐทนไฟควรพิจารณาถึงความทนทานต่ออุณหภูมิสูง ความทนทานต่อการกัดกร่อนของตะกรัน ความทนทานต่อการกัดกร่อนของกระแสลม และเงื่อนไขการบำรุงรักษาและการเปลี่ยนทดแทนอย่างครอบคลุม แทนที่จะเพียงแค่แสวงหาวัสดุเกรดสูง

หอทำปฏิกิริยา: การกำหนดค่าอิฐทนไฟภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงและการกัดกร่อนที่รุนแรง

หอทำปฏิกิริยาเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของเตาหลอมแบบแฟลช โดยมีอุณหภูมิสูงสุดและการทำปฏิกิริยาของวัสดุที่เข้มข้นที่สุด อุณหภูมิสูงสุดภายในเตาสามารถสูงถึง 1400-1500℃ วัสดุเตาเผาอุณหภูมิสูงและกระแสลมไหลผ่านตัวหอคอยอย่างรวดเร็วภายในไม่กี่วินาที พร้อมกับการไหลของวัสดุหลอมเหลวบางส่วนไปตามผนังด้านใน ทำให้เกิดการกัดกร่อนและการกัดกร่อนทางเคมีอย่างรุนแรงต่อ อิฐทนไฟ เนื่องจากหอทำปฏิกิริยาถูกแขวนไว้เหนือถังตกตะกอนและเปลี่ยนได้ยาก โดยทั่วไปแล้วการบุรองหลักจะใช้อิฐแมกนีเซีย-โครเมียมหลอมรวมด้วยไฟฟ้าหรืออิฐแมกนีเซีย-โครเมียมหล่อด้วยไฟฟ้า เพื่อตอบสนองความต้องการที่ครอบคลุมของความทนทานต่ออุณหภูมิสูง ความทนทานต่อการกัดกร่อน และความทนทานต่อการกัดกร่อน

สภาพการทำงานของการบุรองด้านบนของหอทำปฏิกิริยานั้นค่อนข้างเบาบาง พื้นที่นี้ส่วนใหญ่รับความร้อนจากรังสี อุณหภูมิต่ำกว่า และไม่ได้สัมผัสกับวัสดุเตาเผาโดยตรง สามารถใช้อิฐแมกนีเซีย-โครเมียมแบบกึ่งรวมใหม่หรืออิฐแมกนีเซีย-โครเมียมแบบยึดติดโดยตรงเกรดสูง ภายใต้สภาวะของการหลอมด้วยออกซิเจนบริสุทธิ์สูงและการระบายความร้อนที่เพิ่มขึ้น สามารถลดการพึ่งพาอิฐแมกนีเซีย-โครเมียมเกรดสูงได้อีกด้วย

ถังตกตะกอน: การประยุกต์ใช้วัสดุทนไฟที่แตกต่างกันในหลายพื้นที่

ถังตกตะกอนเป็นพื้นที่ที่ซับซ้อนที่สุดในแง่ของการกำหนดค่าวัสดุทนไฟในเตาหลอมแบบแฟลช พื้นที่ส่วนบนของถังตกตะกอนส่วนใหญ่ต้องเผชิญกับก๊าซอุณหภูมิสูงเหนือ 1350°C เนื่องจากไม่ได้สัมผัสกับวัสดุหลอมเหลวโดยตรง ระดับของการกัดกร่อนและการกัดกร่อนจึงค่อนข้างเบา โดยทั่วไปจะใช้อิฐแมกนีเซีย-โครเมียมแบบกึ่งรวมใหม่หรืออิฐแมกนีเซีย-โครเมียมแบบยึดติดโดยตรงเกรดสูง พร้อมด้วยโครงสร้างคานระบายความร้อนด้วยน้ำเพื่อลดอุณหภูมิหลังคาเตาและยืดอายุการใช้งาน

แนวตะกรันของถังตกตะกอนและพื้นที่ด้านล่างหอทำปฏิกิริยาเป็นพื้นที่ที่มีการกัดกร่อนรุนแรงที่สุด ตะกรันเตาหลอมแบบแฟลชเป็นด่าง อุดมไปด้วย FeO และ SiO₂ และมีคุณสมบัติกัดกร่อนที่รุนแรงต่ออิฐทนไฟ นอกจากนี้ยังได้รับผลกระทบจากการกัดกร่อนของวัสดุหลอมเหลวและการดำเนินการตักตะกรันบ่อยครั้ง พื้นที่นี้มักใช้อิฐแมกนีเซีย-โครเมียมแบบกึ่งรวมใหม่คุณภาพสูงที่มีความทนทานต่อตะกรันและความทนทานต่อการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม อิฐแมกนีเซีย-โครเมียมหลอมรวมใหม่ด้วยไฟฟ้าเหมาะสำหรับพื้นที่แนวตะกรันมากกว่า

ก้นเตาและพื้นที่ด้านล่างแนวตะกรันเป็นรากฐานในการรับน้ำหนักของโครงสร้างบุรองเตา แม้ว่าระดับการกัดกร่อนจะค่อนข้างเบา แต่มีอย่างน้อยหนึ่งด้านที่สัมผัสกับของเหลวอุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน ซึ่งต้องใช้ความแข็งแรงในการบีบอัดสูง รูพรุนที่มองเห็นได้ต่ำ และอุณหภูมิการอ่อนตัวของโหลดสูง ในวิศวกรรมภาคปฏิบัติ มักใช้อิฐแมกนีเซีย-โครเมียมแบบกึ่งรวมใหม่ที่มีความแข็งแรงในการบีบอัดสูงหรืออิฐแมกนีเซีย-โครเมียมหลอมรวมใหม่ด้วยไฟฟ้า ชั้นล่างและชั้นกลางของก้นเตาถูกรวมเข้ากับอิฐดินเหนียวทนไฟและอิฐฉนวนอุณหภูมิสูงเพื่อตอบสนองทั้งความต้องการในการรับน้ำหนักและฉนวน

การเลือกวัสดุทนไฟสำหรับชิ้นส่วนเชื่อมต่อและปล่องไฟขึ้น

ชิ้นส่วนเชื่อมต่อของหอทำปฏิกิริยา ถังตกตะกอน และปล่องไฟขึ้นต้องเผชิญกับการกัดกร่อนของกระแสลมที่เข้มข้นที่สุด พื้นที่นี้มักใช้ท่อทองแดงระบายความร้อนเป็นโครงสร้าง โดยมีวัสดุหล่อทนไฟแบบอสัณฐานบรรจุอยู่ภายใน วัสดุจะต้องมีความทนทานต่อการกัดกร่อนและการกัดกร่อนที่ดีที่อุณหภูมิสูง รวมถึงการไหลที่ดีระหว่างการก่อสร้างและเวลาในการบ่มที่เพียงพอ

ปล่องไฟขึ้นเป็นช่องทางสำหรับการรวบรวมและปล่อยก๊าซไอเสียจากเตาหลอมแบบแฟลช อุณหภูมิการทำงานปกติโดยทั่วไปคือ 1250–1300°C และความเร็วของก๊าซไอเสียแตกต่างกันไปตั้งแต่ 5.0 ถึง 9.0 ม./วินาที ในพื้นที่ต่างๆ อิฐทนไฟ ในพื้นที่นี้ต้องเผชิญกับการกัดกร่อนของกระแสลมและมีแนวโน้มที่จะสะสมฝุ่นด้วย โดยทั่วไปจะใช้อิฐแมกนีเซีย-โครเมียมแบบกึ่งรวมใหม่หรืออิฐแมกนีเซีย-โครเมียมแบบยึดติดโดยตรง พื้นที่ใกล้กับถังตกตะกอนและเหนือช่องปล่อยตะกรันมีอุณหภูมิสูงขึ้นและการเปลี่ยนแปลงของกระแสลมอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้เหมาะสำหรับอิฐแมกนีเซีย-โครเมียมแบบกึ่งรวมใหม่ โครงการบางโครงการใช้โครงสร้างแผ่นทองแดงระบายความร้อนด้วยน้ำเพื่อลดความถี่ในการบำรุงรักษาบทสรุป

การเลือกอิฐทนไฟสำหรับเตาหลอมแบบแฟลชควรได้รับคำแนะนำจากหลักการความเหมาะสมกับสภาพการทำงาน ประสบการณ์จริงแสดงให้เห็นว่าการจัดสรรวัสดุทนไฟอย่างสมเหตุสมผลในส่วนต่างๆ ของเตาเผาควรสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและความคุ้มค่า ในขณะที่ตอบสนองความต้องการของความทนทานต่ออุณหภูมิสูง ความทนทานต่อการกัดกร่อน และความปลอดภัยของโครงสร้าง ไม่ใช่แค่เรื่องของการใช้วัสดุเกรดสูงสุดที่มีอยู่เท่านั้น