陶瓷耐火纖維板在加熱爐上的應用
發(fā)布日期:2017年12月03日
面臨市場競爭的日趨激烈和原燃料價格的上漲,動力耗費占產品本錢的份額越來越大。怎么運用有用的資源動力,下降能耗,完結經濟可持續(xù)發(fā)展,是需求討論的重要問題。
某鋼鐵集團板帶廠對加熱爐進行了技能改造,由本來的慣例加熱爐改造為蓄熱式加熱爐,選用混合煤氣單蓄熱的焚燒辦法,爐內高溫度可達1 320 ℃,燃料耗費盡管比改造前有了下降,可是爐子熱效率、燃耗等目標仍不抱負,導致產品本錢偏高。因而,從削減熱丟失,下降燃料耗費、維護爐頂,延伸燒嘴磚的運用壽數,進步加熱爐產值和加熱質量考慮,2005年運用陶瓷纖維板對高溫段爐頂和側墻的內外表進行張貼處理。經過2 a的運用,現加熱爐爐頂僅有細微裂紋,估計全體壽數可達5 a以上,其熱效率也比曾經有較大進步。
2 陶瓷纖維板的特性
陶瓷纖維板是一種以莫來石晶相方法存在的多晶質耐火纖維,是按構成單一晶體—莫來石進行化學配方,由可溶性鋁、硅鹽經過高溫完結晶相改變而制成的。制造進程是在低溫下將有黏度的膠體溶液進行噴吹和甩絲,構成原纖維,再經高溫燒制使其纖維內部的原子成有序擺放,安排晶體化,消除處于介安穩(wěn)的玻璃態(tài),使其運用溫度進步近300 ℃。纖維的耐熱性跟著Al2O3含量的添加而增強,當含量大于72%時,運用溫度可超越1 400 ℃。
陶瓷纖維板形態(tài)萬千,散狀的纖維棉可作高溫部位夾層的填充料,將散棉用濕法真空成型可制成板、氈、磚、預制件、模塊等各種所需款式。因為陶瓷纖維板具有低熱容、低導熱率、低容重、熱敏性能好、高輻射才能等特色,對軋鋼加熱爐來講,是一種高效、輕型的節(jié)能資料。
3 陶瓷纖維板的運用
板帶廠加熱爐高溫區(qū)內外表張貼的陶瓷纖維板選用模塊型,標準200 mm×100 mm×50 mm。其性能目標如下:Al2O3 72%~75%;SiO2 25%~28%;晶相為單一莫來石相;熔點1 840 ℃;作業(yè)溫度1 400 ℃;熱導率1 200 ℃,0.295 W(m·K);1 400 ℃,0.387 W(m·K);重燒線縮短率(1 500 ℃×6 h)<1.0%;容重100 kg/m3;比熱1 024 kJ/(kg·K)。
施工辦法是:首要對施工部位進行整理,并做“拉毛”處理,纖維貼面和爐墻內外表均勻涂上高溫黏合劑,將纖維模塊平推揉捏,使其張貼可靠。除張貼外,其他企業(yè)的運用辦法還有將塊型或磚型纖維制品用專用的膠結劑砌筑爐體,或將纖維預制塊吊掛錨固在爐體結構上進行固定。
經過調查和計算發(fā)現,板帶廠加熱爐爐頂的纖維模塊經過2 a的運用,掉落率約為30%,達到了維護爐頂的預期作用,但側墻燒嘴及燒嘴周圍的纖維掉落量較大,經過0.5 a掉落率即達40%,且修補后的纖維也易掉落。經過剖析,以為陶瓷纖維板的損壞除了長時刻高溫環(huán)境使纖維粉化外,還有外力的損壞作用。在蓄熱式加熱爐中,加熱爐的爐溫比莫來石纖維的長時刻運用溫度低。因而外力的作用應是莫來石纖維損壞的主要因素。因為蓄熱式加熱爐運用混合煤氣做燃料,盡管煤氣在進加熱爐焚燒之前進行了除塵處理,可是煤氣中仍帶有顆粒狀的不可燃成分和不完全焚燒成分。加熱爐燒嘴火焰直接對加熱爐側墻進行沖刷,此處的沖刷力大于其它遍地的沖刷力。加上加熱爐小修時刻一般不超越7個作業(yè)日,因為時刻短,爐內溫度高,作業(yè)環(huán)境惡劣,加熱爐內側觸摸面燒損物不易完全整理,形成陶瓷纖維板難以張貼結實。由此可知:煤氣中顆粒狀不可燃成分和不完全焚燒成分、火焰或爐氣的直接沖刷、觸摸面的平坦程度、黏合劑的均勻充溢性決議著蓄熱式加熱爐陶瓷纖維板的運用壽數。
為了處理側墻纖維掉落問題,在施工前爐體外表必定要清潔潔凈,并嚴厲按施工程序進行施工。一起,加大對煤氣的除塵力度。別的,在側墻陶瓷纖維板上噴涂一層遠紅外節(jié)能涂料,使纖維外表固化,反抗火焰沖刷,不易掉落。
4 運用作用
4.1 進步爐頂、燒嘴磚運用壽數
爐頂內外表張貼陶瓷纖維板后,改進了爐氣對爐頂的直接沖刷,緩沖了爐頂的急冷急熱,爐頂接受的爐溫可下降70~100 ℃,有用避免了耐材的開裂、掉落。板帶廠加熱爐于2005年3月投入運用至今,爐頂除有幾處細微裂紋外,全體狀況良好,爐頂的運用壽數可以延伸至5 a以上,至少節(jié)省爐頂大修費用80萬元。因為蓄熱式焚燒技能的特色,經蓄熱后的空氣對燒嘴磚有較大的損壞性。燒嘴磚選用預先成型技能或選用現場澆注技能,修理和替換時難度大。如果在燒嘴磚外表張貼陶瓷纖維板,將緩解火焰對燒嘴磚的沖刷,可有用維護燒嘴磚。自張貼纖維后,燒嘴磚運用2 a后僅呈現少數細微裂紋,運用壽數可延伸至4 a以上。
4.2 添加輻射傳熱削減熱丟失
加熱爐高溫區(qū)的傳熱辦法以輻射傳熱為主,爐氣、爐壁與被加熱鋼坯之間彼此進行輻射熱交換。爐壁的黑度一般為0.8,陶瓷纖維板的黑度為0.95,在相同的供熱條件下,張貼陶瓷纖維板后,黑度的進步增強了爐內的熱輻射,進而進步了鋼坯的加熱速度和爐子的加熱才能。在平等爐況條件下,張貼陶瓷纖維板后,燃氣耗費下降。經觀測計算,加熱爐檢修前、后各1個月內煤氣單耗分別為1.04 GJ/t和0.98 GJ/t。
板帶廠斷定爐頂和側墻外外表的10個測溫點,經過丈量檢修后與接近下次檢修時的各點溫度,查看陶瓷纖維板的掉落狀況,檢測成果見表1。由表1可知,在相同爐溫條件下,張貼陶瓷纖維板后,爐體外外表均勻下降了34.8 ℃,削減了爐體散熱,進步了爐子熱效率。一起,跟著作業(yè)環(huán)境的改進,給操作人員的現場查看和操作帶來了便利。
4.3 削減熱慣性,進步產值和加熱質量
板帶廠的加熱爐高溫段側墻由澆注料全體澆筑而成,爐頂為可塑料搗打,運用的耐材熱容量較大,且燒嘴選用單蓄熱焚燒辦法。這一方面決議了加熱爐在升溫、降溫時存在必定的滯后性,另一方面陶瓷纖維板可使爐子的熱容量削減,導熱率下降,爐子的升、降溫速度加速,熱慣性減小,利于產值的進步。因為坯料加熱時刻的縮短,削減了坯料在加熱爐內的氧化、脫碳,了坯料的加熱質量。氧化燒損量由1.22%降為1.20%,進步成材率0.02百分點。
5 結 語
實踐證明,在蓄熱式加熱爐上運用陶瓷纖維板,延伸了爐頂的運用壽數,下降了檢修本錢;削減了爐體熱量丟失,進步了熱效率;縮短了待軋前后的升降溫速度,進步了作業(yè)率和成材率。對其它方法的軋鋼加熱爐有學習含義,從環(huán)保和節(jié)能視點考慮,值得推行。
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