PDF《耐火纤维工业炉墙的特点及其质量控制》

~ 设备~ 耐火纤维工业炉墙的特点及其质量控制 薛国生, 葛奎忠 ( 华东电炉厂, 江苏丹阳 212362) 摘要: 系统分析了耐火纤维工业炉炉墙与传统耐火砖炉墙相比较所具有的十大特点, 为了充分发挥耐火纤 维炉墙的特点, 应对耐火纤维炉墙的材质、 施工方法进行全面而严格的控制.

关键词: 耐火纤维;

压缩比;

导热系数. 中图分类号:TG155.

1 文献标识码:B 文章编号:1008 1690( 2004)01

0034 04 Characters and Quality Control of Industrial Fire- fiber Furnace Wall XUE Guo- sheng, GE Kui- zhong ( Huadong Electric Furnace Factory , Dangyang Jiangsu Province, 212362) Abstact:Compared w ith traditional firebrick w all, as many as ten advantages of firefiber industrial furnace w all w ere systematically analysed. Ways of quality control and method of calculation of heat transfer for the firefiber furnace w all w ere also introduced. Key Words:firdfiber;

compression ratio;

heat transfer coefficient 耐火纤维又称陶瓷纤维, 是一种人造无机非金 属纤维材料.20 世纪

60 年代美国首先在加热炉上 使用, 由于其卓越的性能, 各先进国家都纷纷研制使 用.我国在

20 世纪

70 年代研制使用,

80 年代初推 广应用, 到80 年代后期已完全成熟可靠, 广泛使 用[ 1] .实践证明, 这种新颖、 轻质、 软性、 耐火隔热 材料在工业炉上使用后具有显著的经济效益. 图1耐火纤维炉墙 Fig.

1 fire- fiber w all

1 耐火纤维炉墙特点 1.

1 比重轻 传统的耐火砖的比重为 2100kg/ m

3 , 耐火纤维毯的 比重仅为128kg/ m3 , 只占传统耐火砖的6. 1%.当组成 炉墙时,若按

1 平方米计算, (见图

1、 图2) 则全纤维炉 墙的重量仅为传统耐火砖炉墙的7. 1%. 图2耐火砖炉墙 Fig.

2 firebrick w all 收稿日期: 2003- 12-

25 作者简介: 薛国生, 男, 生于

1945 年, 厂长, 热处理新设备项目负责人.

34 热处理!

2004 年第

19 卷第

1 期1.

2 蓄热损失小 图1所示的全纤维炉墙其蓄热损失为22200kJ, 而图

2 所示的传统耐火砖炉墙其蓄热损失 为445386kJ, 耐火纤维炉墙的蓄热损失仅为传统耐 火砖炉墙蓄热损失的 4. 7% [ 2] . 1.

3 散热损失小 根据传热计算, 图1的耐火纤维炉墙其散热损 失为 2449kJ/ m

2 . h, 而当炉温相同时, 图2传统耐火 砖炉墙的散热损失为 4961kJ/ m2 . h.耐火纤维炉墙 的散热损失为传统耐火砖炉墙散热损失的 49% . 1.

4 节能效果好 由于耐火纤维炉墙的比重轻, 隔热效果好, 因此 其蓄热损失和散热损失都明显地低于传统耐火砖炉 墙.经众多用户的实际测定, 对于间隙式加热炉, 耐 火纤维炉墙同传统耐火粘土砖炉墙相比其节能率为 20%~ 35% 左右.其全年的节能费用是相当可观 的, 举例说明. 例1一台中型燃油加热炉, 采用传统耐火砖炉墙 时的平均耗油量为 50kg/ h, 而改用耐火纤维炉墙时 的平均耗油量为 40kg/ h, 假定该炉子全年的使用时 间为

4000 小时, 轻柴油的单价为

3 元/ kg, 则全年的 节油费为: (50- 40) kg/ h ? 4000h/ 年?3元/ kg=

120000 元/ 年例2 一台平均耗电为 100kW 的电阻炉, 由传统的 耐火砖炉墙改为耐火纤维炉墙后, 其全年的节电费 为( 电费单价为 0.

7 元/ kW. h) : 100kW ? 20% ? 4000h/ 年?0.

7 元/ kW. h =

56000 元/ 年 因此, 采用耐火纤维炉墙的投资回报率是很高 的. 1.

5 对环境污染少 由于燃油加热炉因采用耐火纤维炉墙比传统耐 火砖炉墙节约燃油 20%~ 35% , 因此其排放的烟气 量也减少了 20% ~ 35%.对一台平均耗油为 50kg/ h 的燃油加热炉其全年排放的烟气量可减少( 每公 斤柴油燃烧后可产生的烟气量为 12. 5m

3 / kg) [ 3] : 50kg/ h ? ( 20% ~ 35%) ? 12. 5m3 / kg ? 4000h/ 年= 500000~ 875000m3 / 年. 1.

6 使用寿命长 传统耐火砖炉墙有许多砖缝, 经多次热胀冷缩 后, 砖缝会扩大松动, 不仅散热损失加大, 而且破坏 了炉墙的整体性, 使用寿命下降.而耐火纤维炉墙 是整体压缩成型, 能抗急热急冷, 其稳定性、 隔热性、 整体性均优于传统耐火砖炉墙, 因此使用寿命比传 统耐火砖炉墙要长.目前已有个别经验丰富的炉子 制造厂向用户承诺耐火纤维炉墙的自然使用寿命大 于5年. 1.

7 炉体结构轻巧 由于耐火纤维炉墙的重量很轻, 加热和冷却时 炉墙又无热应力和外加胀力, 因此耐火纤维炉墙及 其钢结构要比传统耐火砖炉墙及其钢结构要轻巧得 多.由此还产生了炉体移动式结构新颖的加热炉. 一台 880kW 的炉体移动式电阻炉, 由于采用耐火纤 维炉墙, 其庞大的炉体只需人工手摇机构即能轻巧 地移动. 1.

8 加热和冷却速度快 耐火纤维炉墙重量轻、 蓄热小, 因此炉子的加热 和冷却速度很快, 热效率高.对于像轧辊和高合金 钢零件淬火后需及时回火, 按常规做法需配备一台 专用的回火炉.因为耐火砖炉墙从 850~

1000 # 自 然冷至 200~

300 # 需8~

12 小时以上, 而耐火纤维 炉墙其自然冷却时间仅需 0. 5~

1 小时, 因此轧辊和 高合金钢零件淬火后可仍在淬火炉中回火, 对于产 量不高的厂家可省去一台回火炉. 1.

9 炉子密封性好 高质量的炉子对炉子的密封性要求很高, 因为 密封性差的炉子会造成炉温均匀性差、 热耗大, 加热 质量差.经压缩成型的耐火纤维炉墙透气阻力很 大, 密封性也好.耐火纤维炉墙的各相对移动部位 ( 炉门与门框、 台车与炉体) 采用弹性软密封自动压 紧结构, 使其密封可靠, 有效地防止炉内热量和烟气 外溢, 可提高炉温均匀性, 节约能耗, 延长炉子使用 寿命, 改善操作环境, 提高加热质量. 1.

10 检修简易方便 耐火纤维质地柔软, 可加工性好, 因此耐火纤维 炉墙的检修也非常简便.对炉墙损坏的部位只要局 部去除, 再用新的耐火纤维进行粘结修补即可, 因此 只要对操作工稍加培训指导即可自行检修, 不需要 专门的筑炉工. 正因为耐火纤维炉墙有上述特点, 被国外誉为 ? 工业炉结构的巨大革命%.国内行家称耐火纤维炉 墙工业炉是优质、 高效、 低耗、 长寿、 清洁、 灵活的工 业炉设备.

2 耐火纤维炉墙质量控制 2.

1 耐火纤维材质选用 严格按炉子使用温度不同而选用不同材质的耐 火纤维( 见表 1)

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2004 年第

19 卷第

1 期表1耐火纤维的品种 Table

1 Kinds of the fire- fiber 炉子额定使用温度 ( 氧化气氛) 耐火纤维材质 参考价格 ( 元/ kg) <

1000 # 普通硅酸铝耐火纤维

7 <

1100 # 高纯硅酸铝耐火纤维 9.

5 <

1200 # 高铝硅酸铝耐火纤维

15 <

1300 # 含锆型硅酸铝耐火纤维

25 <

1400 # 多晶莫来石耐火纤维

90 2.

2 耐火纤维材质控制 2. 2.

1 化学成份控制 耐火纤维的主要成份为 Al2O

3、 SiO

2、 Fe2O3 及 渣球等, 含量均应符合有关标准要求.对供应商提 供的耐火纤维制品应复验化学成份, 主要复验 AI2O3 和渣球含量. 2. 2.

2 外观和手感检查 耐火纤维制品外观颜色以白为佳, 手感柔软有 弹性, 用手指把........