新型轻质耐火棉吊装在拱顶隧道窑中的应用

新型轻质耐火棉吊装在拱顶隧道窑中的应用

1互通财产废水处理情况,主要分为互通、烧结、冷却、烧砖工艺技术2012年，中国的砖瓦市场经济运行稳定，砖瓦产量稳定，市场供求平衡，产量增加。“十二五”期间砖瓦工业平稳、持续、健康发展的格局将会保持。同时“禁实”和建筑节能迫切要求改造传统砖瓦工业,调整产品结构。一直以来中小规模砖厂占行业主体的格局,小砖厂的窑主要是轮窑。其历史悠久,技术比较简单,在我国各地都有。又由于其人力浪费多、污染气体排放量大、受天气影响比较大、产量低属于淘汰型砖窑,现在很多地区已经在落实关闭该类小轮窑。随着轮窑逐步退出历史舞台,隧道窑成为现阶段中国砖瓦行业的主要窑型,隧道窑是烧结砖瓦工业最主要的一种连续式烧成设备,其主体为一条类似铁路隧道的长通道,通道两侧用建筑材料、耐火材料和保温材料砌成窑墙,上部为由上述各种材料筑成的窑顶,下部为沿窑内轨道移动的窑车而构成的窑底。隧道窑属逆流操作的热工设备,沿窑长度方向分为预热、烧成、冷却三带,制品与气流依相反方向运动,在三带中依次完成预热、烧成、冷却过程。隧道窑具有受天气因素影响较小、产量大、产品质量好、节约燃料、劳动生产条件好、自动化程度高等优点,在全国范围内迅速普及,逐步成为烧结砖瓦工业的主要热工设备。其中4.6m以上的大断面隧道窑是煤矸石空心砖生产中先进的窑型,也逐渐成为我国砖瓦工业的推广窑型。近几年移动式环形隧道窑在一些地区也开始建造。2材料和结构分析窑顶结构是砖瓦投资者最应注意的地方,窑顶结构的好坏直接影响到产量、煤耗量、使用寿命等。隧道窑技术起源于俄罗斯和德国,最早引进用于钢铁及陶瓷行业,主要受耐火材料的限制,开始建造大多采用耐火砖砌筑拱形炉顶,然后外层加保温隔热层,炉顶载荷大,结构笨重,造价高。发展至今,我国的隧道窑主要有半圆拱顶隧道窑、三心拱顶隧道窑、微弧拱顶隧道窑和平顶隧道窑几种窑型,其热工性能也随着隧道窑的发展而逐步改善。半圆拱顶及三心拱顶隧道窑虽然结构比较简单,但存在窑顶空间大且利用率低,不利于机械码窑,窑体断面上下温差大,热能损耗大,产品质量差异大等缺点;微弧拱顶隧道窑虽然比圆弧拱顶隧道窑热利用率高,产品质量好,但拱顶对窑墙的平推力很大,窑墙需要特殊加固,建窑施工复杂,而且窑顶的安全性能不高,经常会出现窑塌人亡的惨剧。因此,研究开发适合我国国情,产量高、能耗低、安全性高的隧道窑窑顶结构已经成为最近几年业内技术研究的热点。最近几年,业内人士开始尝试用耐火砖、耐火混凝土预制块吊平顶实现隧道窑平顶化。但是每平方米耐火砖及耐火混凝土预制板的重量为几百公斤,导致整个窑顶衬里重量非常巨大;同时与衬里结构载荷相匹配,用来悬挂预制块的钢结构及用来支撑炉顶的立柱必须有足够的承载能力,这势必会使钢结构变的复杂、笨重。笨重的炉衬结构施工难度大,成本造价高。耐火混凝土预制块隔热性能差、蓄热量高、窑炉热损大,这无疑造成了能量的浪费。由于耐火砖的抗急冷急热性较差,随着使用开停的次数增加耐火混凝土预制块自身的强度及吊挂方式,该结构容易出现吊钩拉直,耐火混凝土预制块脱落、塌顶现象。3转换陶瓷纤维顶结构陶瓷纤维产品是20世纪70年代在世界上兴起的新型耐火绝热产品。陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料,具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点,因而在机械、冶金、化工、石油、陶瓷、玻璃等行业都得到了应用。黏土耐火砖的密度是2100～2300kg/m3,而用陶瓷纤维棉制作的模块密度只有200～260kg/m3,密度只有耐火砖的1/10。陶瓷纤维在冶金、石化行业大量应用,取代耐火砖、浇注料等传统耐火产品,在窑炉的节能、轻型化方面取得显著成绩。随着产品和应用结构的不断探索,陶瓷纤维在砖瓦行业也逐步应用,取得了良好的效果。在隧道窑窑顶使用陶瓷纤维吊平顶结构,顺利解决了传统重质耐火材料的质重易脱落、塌顶的问题,实现了大断面隧道窑窑顶和移动隧道窑的结构轻质化,成本降低,结构安全可靠,并且节能效果非常好。我公司陶瓷纤维吊顶模块目前应用最为广泛的是平铺叠砌复合结构,该结构气密性好,绝热效果良好,结构牢固,使用寿命可达10年,部分结构如图1所示。此结构的主要特点是窑顶钢架上先焊接由耐热钢制作的锚固件,平铺陶瓷纤维毯,然后把陶瓷纤维吊顶模块安装到锚固件上,吊顶模块每排之间安装补偿条。但须注意的是,陶瓷纤维吊顶模块按温度等级分为普通型、标准型、高纯型、高铝型、含锆型等几种类别,高温焙烧段必须选用耐高温的高铝及更高等级耐火棉,而不能高低段统统选用一种材质,在耐高温挂件选择上面必须选择符合国家标准的耐热防腐不锈钢,而不能选择其他低档次的产品。高温焙烧段选用的高铝耐火纤维模块主要性能指标如下:分类温度:1400℃,工作温度1200℃,加热线变化(1000℃24h)≤-3%,体积密度220～240kg/m3,化学成份(%):AL2O3≥52.5%,AL2O3+SiO2≥99%。金石新型耐火棉吊顶结构为平顶结构保证了窑顶与砖坯之间缝隙均匀,通风均匀。4比较微拱结构与陶瓷纤维顶板的加热下面从传热计算的角度比较下陶瓷纤维吊顶和微拱结构隧道窑在能量消耗方面的优劣。4.1温度设定计算设定环境温度为ta=25℃,辐射室炉膛温度为tk=1300℃耐火砖冷面温度为tc=180℃外壁向环境散热Qc:耐火砖保温厚度为250mm热阻R炉膛内向炉外壁传热Qd:由以上计算可得出耐火砖保温厚度为250mm,环境温度为25℃时,保温后外表面温度180℃,需要填土或其它保温层。同时热损失高达2852W/m2。4.2热损失的计算设定环境温度为ta=25℃,辐射室炉膛温度为tk=1300℃耐火砖冷面温度为tc=60℃外壁向环境散热Qc:陶瓷纤维吊顶保温厚度为330mm热阻R炉膛内向炉外壁传热Qd:由以上计算可得出陶瓷纤维吊顶保温厚度为330mm,环境温度为25℃时,保温后外表面温度60℃,无需要其它保温。同时热损失只有412.6W/m2。由以上数据对比可知,微拱结构的散热损失为2852W/m2,耐火棉吊顶结构散热损失为412.6W/m2,微拱结构热损失是陶瓷纤维吊顶结构散热损失的6.9倍。由此可以看出耐火棉吊顶的节能性。5利用陶瓷纤维工具的优势5.1建立重质砖和配筋高的土地砖结构耐火棉吊顶重量只有75kg/m2,微拱结构采用发碹砖砌筑,全部采用重质砖结构,同时,上部填土保温,整体结构重量很大,是纤维吊顶重量的15倍到20倍,同时还有水平推力,对建窑的地基和炉墙结构要求要比陶瓷纤维吊顶高的多。陶瓷纤维吊顶在地基方面可以节省很多费用。5.2有效隔热效果好，节能环保耐火棉产品导热系数小,保温效果是耐火砖的8倍左右,大大减少了窑内热量的散失,提高热效率,大大降低了砖的内燃。5.3抗热振动能力好，使用寿命长陶瓷纤维产品,抗热震性能好,在急冷急热环境下不开裂,不破坏,使用寿命长。5.4间裂缝均匀,通风均匀,避免了“二级砖”金石新型耐火棉吊顶结构为平顶结构与砖坯之间缝隙均匀,通风均匀,避免了微拱结构中间阻力小,两侧阻力大导致两侧砖坯与中间砖坯受火不均匀,容易出现“二级砖”的现象。6晶粉化采取的措施陶瓷纤维作为绝热材料的最大缺点就是重烧收缩大,在长期的高温作用下,易结晶粉化。由于收缩而导致窑炉保温性能下降,甚至损坏窑墙。而结晶粉化,也容易使窑墙逐渐损毁,必须采取有效措施来克服这些缺陷带来的危害。(1)在砌筑施工时,在接缝处要制作子口,对收缩缝要有补偿措施。(2)在设计时合理使用不同分级的纤维制品,即对使用温度要留有余地。(3)在纤维受热表面喷涂一层导热系数低,附着力强,辐射率高的高温涂料,这样既可保护陶瓷纤维,增加窑炉的气密性,又可增加窑墙的高温辐射率,使其吸收和发射的热量增加,节约能源。7经济社会效益陶瓷纤维作为绝热材料在砖瓦隧道窑上的应用切实可行,成效显著。与传统的使用耐火砖作为绝热材料相比,它不仅使窑壁的厚度减少50%以上,重量减轻到原来的1/10,砌筑简便,节约原材料,减少占地面积,而且可显著地节约能源,加快窑炉的升温速度和冷却速度,提高产品的烧成质量。一般拱顶隧道窑,通过新型耐火棉平顶改造,日产量增加标砖2万块以上,热量降低50kcal以上,达到国家一级节能标准,与其他改造处理方法相比,轻质耐火棉吊顶法具有操作简单,运行费用低,出砖品质稳定等优点。因此,它的应用必将产生很好的经济效益和社会效益。毫无疑问,随着我国对陶瓷纤维的深入研究和应用技术的不断提高,它必将被越来越广泛的应用在砖瓦隧道窑上。8东南角、财务共享、免疫调度由于全球能源价格的不断上涨、节能已成为中国国家战略的背景下,比隔热砖与浇筑料等传统耐材节能达10%～30%的陶瓷纤维在中国国内得到了更多更广的应用,