熱風爐是煉鐵生產的主體設備之一，它主要作為蓄熱式交換器為高爐的有效操作提供所需的風景，熱風溫度是否正常，對降低焦比、增加產量起至關重要的租用，由此熱風爐用耐火材料的選擇十分重要，特別是對于頂燃式加熱爐，其燃燒口部位用耐火材料更為關鍵，首鋼新2#高爐的頂燃式熱風爐燒口研制了一種新型的自流澆注料，經過使用觀察燃燒口整體性強，無任何剝落和破壞，日前仍為正常使用中。
熱風爐燃燒口損壞原因分析及對耐火材料的技術要求
損壞原因分析
燃燒口工作環境
與傳統內燃式或外燃式熱風爐相比，頂燃式熱風爐的特點是將燃燒室移到熱風爐拱頂，從而節約了空間及投資，但是頂燃式也給燃燒口用耐材造成了惡劣的工作環境，主要是：(1)燃燒口砌體必須承受換爐時的急冷急熱，從燃燒口處預埋熱電偶實際測得的溫度，燃燒期該點溫度維持在40~50℃，而送風期該點溫度上升到800~900℃，重復操作；(2)燃氣所攜帶的機械水及瓦斯灰的混合物進入砌體縫隙內，對磚造成侵蝕，該燃燒口曾使用莫來石-剛玉磚和莫來石-堇青石磚，但由于長期受高速氣流的沖刷和溫度的急劇變化，導致了在使用過程中相鄰磚襯塌落，嚴重地影響著燃燒口的壽命。為此，首鋼為解決這一問題，與我院共同立項合作開發研制頂燃式熱風爐燃燒口用自流澆注料。
熱風爐燃氣質量
首鋼熱風爐所用的燃燒主要是高爐煤氣，設計上煤氣除塵設備主要是干法除塵系統，由于干法除塵系統未投入使用。生產中主要靠文氏管進行濕法除塵，煤氣洗氣能力不足，造成煤氣濕度高，高爐煤氣所含飽和水，機械水較高，含塵量也高，據測試，夏季煤氣機械水含量高達10~15g/m3、含塵量為30~40/m3，對耐火材料使用壽命帶來較大的影響，堿性氧化物與磚的表面發生化學反應，并且向磚內滲透，使磚的體積發生變化，導致結構組織破壞，從而降低強度和使用壽命。
燃燒口耐火材料技術要求
通過對熱風爐燃燒口破損原因的分析，認為熱風爐燃燒口用耐火材料必須具備下述技術要求：
(1)具有良好的耐急冷急熱性，即體積穩定性要好；
(2)具有較高的強度，良好耐磨性和耐沖刷性；
(3)結構微密、氣孔率低，良好的抗侵蝕和抗渣滲透性。
(4)由于燃燒口施工部位特殊復雜砌磚不便，最好采用自流澆注料。
自流澆注料的研制與應用
原料
自流澆注料所采用的主要原材料性能指標見表1。
表1 主要原材料理化指標
根據頂燃式熱風爐燃燒口部位的要求，研制的自流澆注料所選用了耐急冷急熱性能好、吸水率低、質量穩定的莫來石、為提高其高溫性能，加入了一定量的電熔剛玉材料。
自流澆注料性能及分析
理化性能
從表2可以看出，+新研制的熱風爐燃燒口自流澆注料理化性能指標(實測值)均達到或超過首鋼設計院提出的技術指標
表2 理化性能
抗渣侵蝕
根據首鋼2#高爐熱風爐燃燒口所用燃料為高爐煤氣，由于生產中用濕法除塵，導致水煤渣粘附在砌體表面嚴重，為了檢驗水煤渣能否對自流澆注料有侵蝕性，我們在現場取水煤渣做1300℃渣侵試驗，試驗結果無任何侵蝕跡象。
體積密度和強度指標
該指標對內襯材料在使用過程中起著很重要的作用，是檢驗該耐火材料在高溫中是否耐磨，是否耐長久的高溫沖刷，也就是所直接影響到其使用壽命，研制的自流澆注料采用優質的合成莫來石和新型復合結合劑使得該料具有較高的強度指標(尤其高溫下)和體積密度，
為燃燒口的長壽奠定了很好的基礎。
線變化率
在工程實際應用中，要使內襯材料在相當長的時間內不開裂，不剝落，必須嚴格控制線變化率這一指標。在研制開發過程中，對原材料的合理搭配，復合外加劑的加量控制，使該自流澆注料的線變化率控制在最低范圍之內，從而保證了內襯材料的長壽化。
流動度
自流澆注料一般使用在施工空間狹窄、形狀復雜的部位，而流動度是檢驗自流澆注料在施工中一項很重要的性能指標，流動度的大小直接關系直接到施工部位的密實型。首鋼2#高爐熱風爐燃燒口是一個橢圓形狀的通道，給砌磚帶來很大的不便，采用自流澆注料是該燃燒口一個最好的選擇，通過原材料的合理搭配，多次調整，使其流動度控制穩定在180~220之間，在施工中受到工人的一致好評。
施工、烘烤
根據頂燃式熱風爐燃燒口結構情況，施工分為二部分進行。第一部分：燃燒口外壁;第二部分：燃燒口內壁。在施工時外壁和內壁均支以模芯，用五合板封口，用木楔頂平，在開口處自下而上進行澆注，在澆注時輔以木楔插搗、24小時候拆模，拆模的觀察澆注料工作襯表面光滑、平整。
使用情況
專為首鋼2#高爐熱風爐燃燒口研制的自流澆注料于正式投產使用，至今已一年多，經觀察無任何異常現象，使用情況良好。 結論
(1)專為首鋼2#高爐熱風爐燃燒研制的自流澆注料具有高的強度指標，小的線變化率，良好的抗熱震穩定性和抗渣侵蝕性能，為燃燒口長壽奠定了基礎。
(2)研制的自流澆注料在施工中簡單、方便、保證了施工質量。
