耐火纤维喷涂技术在热处理炉中的应用

耐火纤维喷涂技术在热处理炉中的应用

热处理炉能耗热处理厂（指加热炉和退火炉）是叶片工业中最常用的设备之一，也是能耗最多的设备。目前，攀长钢生产司的主要车间有80多台热处理炉，总负荷超过800mw，单台最大热负荷达到142mw。热处理炉的能耗占公司总能耗的60%以上。如果再加上改扩建工程所增加的热处理炉,其能耗更大。因此,重视现有老装置中加热炉和退火炉的技术改造和新添置加热炉和退火炉的新技术应用,提高热处理炉热效率,是降低能耗,提高经济效益的关键所在。1和退火炉效率热处理炉运行过程中的热损失,主要是排烟与散热损失,有效能的损失燃烧传热的不可逆过程中。因此,加热炉和退火炉效率的提高重点应放在燃烧和辐射段的散热损失上。目前,攀长钢公司的大多数热处理炉由于设备陈旧,衬里老化,脱落,钢板腐蚀穿孔等各种原因,导致加热炉散热损失大,局部过热超温,热效率下降至80%～88%之间,达不到原设计值或公司考核要求,不但影响了设备安全运行,并且直接影响企业经济效益。2设备的修补和除烟现在,单纯依靠传统“三门一板”操作,控制烟气中的含氧量和排烟温度,以及对设备的修修补补,已很难获得明显的效果。因此,应用新技术是当前提高热处理炉热效率的有效途径。根据目前国内外热处理炉技术的发展,决定采用耐火纤维喷涂工艺。2.1复合涂层设备的研制耐火纤维喷涂技术在工业加热窑炉衬里的应用,可大大提高炉窑的热敏性,降低炉窑散热损失,使炉温均匀,抗热震性能好,热稳定性强。与常规纤维制品衬里相比较,可显著延长炉衬的使用寿命,节约能源,满足设备长期稳定运行的工艺要求。耐火纤维喷涂技术是工业炉衬里的一种新工艺。该技术是上世纪90年代初期引进法国和美国的技术。近年来经过国内技术人员的不断研究,根据实际应用的基本情况,研制出的新一代喷涂设备和结合剂。纤维喷涂施工技术是通过专用纤维喷枪,同时使用结合剂隔膜泵均匀地喷入纤维流,二者外混一体直接喷涂到应用环境的工作表面。形成三维网络状制品结构,平整、均匀、牢固地粘附在工作表面上。其灵活性也较为突出,在施工中根据设备的使用温度、环境给予相应的纤维和厚度。总之纤维喷涂施工技术是弥补常规纤维制品施工缺陷、提高纤维制品综合性能的更新换代产品。2.1.1抗火焰纤维和耐火纤维喷漆技术2.1.1.国内耐火纤维的应用耐火纤维以其密度低、导热系数小、热稳定好、抗热震性强等优良性能,已广泛应用于冶金、石油、化工、机械、电子、建筑、轻工等行业,是耐火、保温、隔热、隔音、防火的优选材料。国内耐火纤维的应用是将二次制品,如耐火纤维毯、预制块等,现场采用层铺法、迭加法,贴面法等方法成衬里层。这些方法的缺陷主要有:(1)纤维型材之间有接缝,整体性差,对于拐角,异形面更为突出;(2)在使用中由于纤维的热收缩性,很容易造成贯通缝隙,由于以上的存在,导致加热炉内烟气沿着缝隙外溢,增大了热损失,降低了热效率,而且还严重影响设备的使用和安全运行。2.1.1.耐火纤维喷涂炉衬耐火纤维喷涂技术是通过专用纤维喷涂设备,将经过预处理的散状耐火纤维棉直接喷涂到加热炉炉墙或炉壳的表面上,并在喷射过程中,将专用高温结合剂均匀地喷入纤维流,二者充分混合后一同喷到施工物表面上,形成了耐火材料喷涂炉衬。耐火纤维喷涂炉衬最大的优点是:①一次性整体喷涂所得到的炉衬无缝隙,并且由于散状耐火纤维在喷涂中形成的三维网络结构,提供了坚固均匀的整体结构,为加热提供了更加完善的隔热保护。②减少锚固件的用量,并有效防止锚固件烧伤。③喷涂时,炉墙表面稍加处理即可,无须像安装纤维毯或预制块那样对基体进行平整,施工方便。④对于异形面降低了喷涂难度,提高了作业质量。2.2材料的性能分析攀长钢公司热带车间技改项目二台车底式退火炉,采用耐火纤维喷涂技术。所用的纤维材料的性能见表1。根据热处理炉衬里层有温度梯度这一实际情况及设计参数,选择高铝层厚60mm和普铝层170mm的复合衬里,衬里总厚度为230mm。2.3测试结果2.3.1复合皮质水泥浇注料炉墙外温度采用耐火纤维喷涂炉衬的热处理炉墙外浊度与采用复合轻质水泥耐火浇注料炉比较,墙外温度显著降低(表2)。吨钢能耗量最大时仅46m3/t,平均42m3/t。2.3.2复合涂层材料其他热处理炉耐火浇注料LCR—1000密度800kg/m3～900kg/m3,喷涂的高铝,普铝纤维密度为251kg/m3,每台炉子总重量与复合轻质低水泥耐火浇注料比较约减少15t。2.3.3燃烧好炉秆的情况,燃烧好炉秆改造后由于衬里整体性好,封闭严,减少了炉膛漏入的空气量,炉膛中氧含量从12%降至目前的6%以下,炉膛明亮,燃烧情况好。改造后热效率已达到90%左右,比改造前上升了约8个百分点。3提高热处理炉低碳经济、