چگونه مواد آتش شکن را برای کوره و کف فرن بالا انتخاب کنیم

آتشخانه و کف فرن بالا باید ساختار ساخته شده به طور کامل از آجر کربن یا آجر کربن ترکیبی را اتخاذ کنند، با استفاده از آجر کربن با کیفیت بالا برای ساخت و ساز.برای کوره های بلند بزرگ، استفاده از آجر کربن و آجر SiC برای افزایش عمر کوره بسیار مهم است. با اتخاذ دیواره های خنک کننده مس، نقطه ضعف برای طول عمر از بدن کوره پایین منتقل شده است،شکم، و کمر به منطقه آتش است. بنابراین، افزایش طول عمر آتش تبدیل به یک تمرکز کلیدی برای دستیابی به یک عمر طولانی برای کوره های بالا شده است.

در سال های اخیر، چندین فر بالا در چین تفاوت های افزایش یافته در دمای آب یا حتی سوختگی در آتش را تجربه کرده اند، که نیاز به اقدامات جامع برای رسیدگی به این مسائل دارد.آجر و بلوک های کربن با کیفیت بالا که در فر های بالا استفاده می شوند باید با استانداردهای عملکردی معمولی مطابقت داشته باشند و همچنین الزامات رسانایی حرارتی را برآورده کنند، نفوذ پذیری، مقاومت در برابر اکسیداسیون، مقاومت در برابر قلی و مقاومت در برابر فرسایش آهن ذوب شده.

توصیه می شود که از یک ساختار آجر کامپوزیت استفاده شود، به طور معمول آجر کوراندوم-مولیت، آجر کوراندوم قهوه ای، یا آجر کربن گرم مانند NMA یا NMD.علل رایج فرسایش در آتشخانه شامل سایش مکانیکی از کوکس و سنگ شکن است، خوردگی شیمیایی، اکسیداسیون توسط بخار آب، حمله از روی و فلزات قلیایی، و آسیب استرس حرارتی.

برای حل این مشکلات، کوره های بالا می توانند آجر های کربن میکروپوروس با رسانایی حرارتی بالا را اتخاذ کنند و اقدامات خنک کننده را در دیواره خنک کننده شومینه تقویت کنند.این تضمین می کند که دمای تثبیت slag و آهن ذوب شده (1150 °C) در داخل آجر کربن باقی می ماند، نگه داشتن آن را دور از دیوار خنک کننده.

در حال حاضر سه ساختار اساسی برای آتش و کف کوره های بالا داخلی و بین المللی وجود دارد:

1. آجر های بزرگ کربن با یک پد سرامیکی
2. آجر های کربن کوچک فشار گرم با یک پد سرامیکی
3. آجر های بزرگ یا کوچک کربن با یک فنجان سرامیکی در پایین.

هر سه ساختار ثابت کرده اند که طول عمر کوره را افزایش می دهند. آجر های کربن دارای رسانایی حرارتی بالا، آجر های کربن میکروپوروس و ساختارهای پد سرامیکی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفته اند.

در فر های بالا تزریق زغال سنگ، عملیات بر حفظ یک مرکز فعال آتش با اطمینان از دمای مناسب مرکز پایین تأکید می کند.توجه به مقاومت حرارتی پد سرامیکی و بهبود طول عمر آن برای دستیابی به دمای مناسب مرکز پایین تغییر کرده است.

تئوری تشکیل لایه های جامد از طریق خنک سازی تقویت شده:
استفاده از مواد آتش شکن با رسانایی حرارتی بالا (18.4 W/mK در 600 °C، 60-80 W/mK در 20 °C) در دیوارهای جانبی آتشخانه، همراه با خنک سازی فشرده،از نفوذ slag و آهن ذوب جلوگیری می کنداین مواد همچنین مقاومت قلیایی بالایی دارند، استرس حرارتی را جذب می کنند و به سرعت گرما را از طریق یک سیستم خنک کننده آب به آب خنک می کنند.این یک لایه محافظ جامد پایدار را بر روی سطح داغ پوشش آتش شکن ایجاد می کند (با خطوط ایزوترمل بالاتر از 1150 °C)، تشکیل یک "پوسته آهنین" در کف شومینه و مقاومت در برابر فرسایش دیوارهای جانبی ناشی از اثرات "پای فیل".

کلید طول عمر شومینه در رسانایی حرارتی مواد دیوارهای جانبی کوره قرار دارد. تمرکز بر انتخاب مواد با رسانایی حرارتی عالی، نفوذ پذیری،و مقاومت در برابر ترکیدن حلقه اینگهداری مناسب بر اثربخشی خنک کننده، نظارت بر تفاوت های دمای آب در دیواره خنک کننده و تزریق گلو به مناطق متخلخل تأکید دارد.

کف یکپارچه با خنک کننده یک ساختار معقول در نظر گرفته می شود. این شامل مواد خنک کننده کربن در بالای لوله های خنک کننده و 2-3 لایه از آجر کربن است.قطعات مختلف نیاز به آجر کربن با خواص خاص دارندزیر سوراخ شیر، از آجر کربن میکروپوروس با نفوذ پذیری بالا استفاده می شود، در حالی که آجر SiC با رسانایی حرارتی بالا برای پایین ترین لایه کف کوره استفاده می شود.مناطق دیگر ممکن است از آجر کربن استاندارد یا میکروپوری استفاده کنند..

گنجاندن آجر های کربن طولانی تر در زیر محدوده پایین کوره در زیر سوراخ شیر باعث افزایش مقاومت در برابر نفوذ آهن ذوب شده و فلزات قلیایی و فرسایش می شود.فاصله بین آجر ها باید کمتر از 0 باشد.5 میلی متر برای ساخت و ساز

در مورد ساختار "فنجان سرامیکی"، نظرات دانشگاهی تقسیم شده است. برخی استدلال می کنند که فنجان سرامیکی نقش مهمی دارد و باید تقویت شود.در حالی که دیگران معتقدند که در نهایت بدتر خواهد شد،که سنگ های کربن را به عنوان ساختار اصلی باقی می گذاردآجر های کربن کوچک فشار گرم با مقاومت در برابر نفوذ آهن ذوب شده و رسانایی حرارتی بالا نیز می تواند در دیوارهای جانبی شومینه استفاده شود.

هر دو روش دارای مزایا و معایب هستند و هر یک از آنها می توانند عمر طولانی کوره را به دست آورند، اگرچه با هزینه های مختلف اقتصادی.استفاده از آجر کربن میکروپوری و فوق میکروپوری با کیفیت بالا، و همچنین آجرهای کربن کوچک فشار گرم، به طور قابل توجهی طول عمر کوره های بالا در چین را بهبود بخشیده است.اکثر کوره های بلند متوسط و بزرگ در چین از کار کردن روی کف مواد کربن و فرآیند تولید خود پخت و پز دست کشیده اند..