焦炉炉门在生产时频繁开启,表面温度高、出焦温度变化大。国内传统焦炉炉门内衬多采用堇青石砖及粘土砖进行砌筑,但使用周期并不长。
原因是:焦炉炉门炼焦过程中产物复杂,产物的化学侵蚀严重,通过砖的显气孔扩散到砖的内部,扩散破坏砖的晶格组织,降低砖的使用性能,减短使用周期。焦炉炉门温度变化大,急热急冷导致衬砖表面裂纹,而且还会使是耐火砖角破损。
焦炉炉门如果使用耐火浇注料,体密不能过大。因为过大炉门过重,在开启频繁时,导热系数高。但是使用轻质浇注料,导热率低,热膨胀系数和弹性模量小,抗热震性较好等特点,但强度不行、显气孔率大,也不能满足需求。如果选用堇青石材料做浇注料,堇青石强度高,抗酸性气体侵蚀能力强,但价格贵,砌筑要求较高,局部损坏后更换比较困难。
而且焦炉在使用过程中,焦油会牢固粘附于内衬表面,而且形成的积碳层厚,会造成炉门关闭不严漏气冒火。如果清理积碳,会使机械力加速炉门衬砖的及早损毁。近些年,大容积焦炉炉门内衬多用了耐火浇注料预制块。材质使用粘土质加熔融石英复合浇注料;因为这种复合性能的结合,使耐火浇注料具有较强的热震稳定性,经得起焦炉生产过程中的热冲击和频繁开启炉门使用。而且熔融石英抗酸性气体侵蚀能力很强,还具有抗结碳能力。
使用粘土质加熔融石英复合质浇注料做预制块,粘土质材料价格低廉、强度高,在制造成型模块或整体浇注时,生产工艺简单,使用起来也比较方便。在粘土中引入热膨胀系数极低的熔融石英,起到热膨胀系数降低微裂纹增韧的双重作用,而且抗热震性会增高;完全适应酸性高温下频繁开启炉门的温度使用。再加上熔融石英体积密度和导热系数均低,熔融石英引入粘土材料中,浇注料的导热系数低,炉门重量合适,完全满足焦炉炉门的使用性能。
在复合型耐火浇注料的性能满足使用的同时,做成预制块使用,施工方便,而且使用周期长。所以说,使用粘土质加熔融石英复合耐火浇注料最适合焦炉炉门使用。