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加热炉用耐火保温材料的工况环境及种类

发布日期: 2018-09-05 08:48:10    阅读量(8364)    作者:

锻造作为金属加工的主要方法和手段之一,是核工业、机械、电力、汽车以及军工、航空航天工业中不可或缺的主要加工工艺。在国民经济中占有举足轻重的地位。而锻造加热炉作为锻造生产中的重要设备,约占总能耗的25%。因此,在锻造加热炉上采用合适的优质耐火保温材料来达到节能减排的目的就显得非常重要。

锻造加热炉的主要工作特点有:

⑴间歇式运行,急冷急热。

(2)炉内温度高(高达1200℃以上),炉温波动大。

(3)炉内工作压力大,受炉窑制造成本和环保要求的影响,大多数锻造加热炉的排烟系统设计得并不合理,排烟不畅,导致炉内压力过高。如果操作工人不严格按升温曲线揀作,陡然增加燃料或加大进气量,也会导致炉内压力过高。

⑷工作气氛复杂,工作环境差,燃料的不充分燃烧以及锻造过程中工件产生大量的氧化皮对炉衬的工作寿命都有较大的影响,并且使用重油燃料比使用天然气更复杂、恶劣。

锻造加热炉内衬耐火保温材料主要有耐火保温砖、不定形浇注料和陶瓷纤维制品。

耐火保温砖

采用耐火保温砖(黏土砖和高铝砖)作为保温炉衬砌筑的砖体炉型主要为拱顶结构,砖体密度大,抗气流冲刷性好。但这种砖体结构用在间歇式的高温锻造加热炉中其耐急冷、急热性能差。在加热炉运行中,炉砖易产生松动、脱落、甚至开裂,尤其是在烧嘴区域.其使用寿命更短。高温气流可以穿透砖衬,烧损炉充。加热炉在运行过程中,维修频繁,作业率较低,致使炉子运行稳定性差。由于耐火保温砖本身的导热率高.使得炉子的热效率较低。同时,砖体密度大对炉体的承重要求也比较高。因此,耐火保温砖作锻造加热炉衬保温材料的应用已逐步退出市场。

不定型浇注料

采用不定型浇注料作耐火保温炉衬的锻造加热炉,其整体浇注改变了传统的砖砌炉体结构,不管炉门结构多么复杂,浇注料均能填满空间,并且修补也较方便。整体浇注简化了加热炉的炉体砌筑施工,延长了加热炉的使用寿命,提高了加热炉的整体性。不定型浇注料耐火保温材料的优点是生产工艺简单,不需烧成,设备简单,可制成预制块,也可在各种炉窑上整体捣打:整体性强,密性好,可以任意选型,能满足热工设备复杂外形的要求。其主要缺点是现场施工时需要定制橫板和专用设备,浇注料配比需要严格控制,对施工工人的要求也比较高,且施工、烘烤较严,烘炉时间较长,一般需5—7天。否则,在使用时易引起炉体开裂、剥落甚至大块崩裂。同时浇注料也存在和砖体结构同样的抗热振性能差。因此,其在间歇式锻造加热炉中的应用也存在很大的局限,目前多应用于锻造加热炉的炉底或台车。

陶瓷纤维制品

耐火保温砖及浇注料虽然在一定程度上满足了锻造加热炉的使用要求,但在节能和使用寿命上达不到理想的效果。目前,在锻造加热炉中多采用陶瓷纤维制品做炉衬,陶瓷纤维由氧化铝和硅石在1800—2000℃的高温下熔化后,熔液经喷吹或甩丝形成纤维,是一种轻质耐火保温材料。其使用彻底改变了窑炉衬层系统的设计。利用陶瓷纤维进行再加工还可以制造各种各样的耐火保温产品,如陶瓷纤维毯、陶瓷纤维模块、陶瓷纤维板、烧嘴和高温涂料等。依据炉子使用温度和气氛选择相应级别的陶瓷纤维制品,可达到提高炉衬寿命,减少炉衬蓄、散热损失,节约能源的目的。

与传统的耐火保温材料(耐火保温砖、浇注料}相比,陶瓷纤维制品性能更为优良:

⑴低热导率,比高品质耐火保温砖的热效率高出现。

⑵轻质量,窑炉的结构支撑质量可降低40%。

⑶低储热量,可提高窑炉的可用性和生产力。

⑷优良的抗热冲击性能。

(5)化学性稳定,可以抵抗大多数化学侵蚀,不受烟气中烃类、水和蒸汽的影响。

(6)高机械弹性,可组装好后发往现场,不会损坏。

(7)较低的安装成本,标准的安装操作规程,纤维衬层不需要晾干或养护时间。

(8)维修方便,受损的陶瓷纤维制品可以迅速更换,减少停炉时间。

(9)热效率高,降低衬层厚度.增加窑炉使用空间。同时陶瓷纤维制品对温度变化的快速反应使得控制更加精确,窑炉内的温度分布也更加均匀。

锻造加热炉耐火保温材料炉衬可采用陶瓷纤维毯或陶瓷纤维板与纤维模块组合。与火焰接触的耐火层采用纤维模块叠铺结构使得纤维与受热面垂直,高温收缩小、耐高温和气流冲刷性能好。与炉壳接触的绝热层采用平铺纤维毯或纤维板,平铺结构纤维与受热面平行,导热系数小,有利于炉衬的绝热。因此,这种组合结构有利于提高炉衬的绝热性和气密性,减少热短路增加抗冲刷能力,并能有效地保证纤维与钢结构之间的连接强度,提高炉衬的使用寿命,减少热损失,节约能源。现场安装施工周期短,维修方便。

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