煤粉炉炉体热处理及炉体改造方案的选择

煤粉炉炉体热处理及炉体改造方案的选择

1方案二:焦炉炉温升+烧圆在我公司的工作区，以前的车炉有效尺寸为4.060m2.088m。燃料为动力煤炭，用于铸造加工，最大加热温度为1850。该炉没有钢结构和护炉钢板,仅是利用炉子角部的四根混凝土立柱来支撑炉体。侧墙外侧采用370mm的普通粘土砖护炉,内侧砌筑464mm的高铝质耐火粘土砖。炉顶为60°拱顶,厚度230mm,材质为高铝质耐火粘土砖,拱顶两侧无拱脚梁。在两侧墙的下部各有一排排烟口,其下缘与台车上表面平齐。燃烧室位于炉子端部,炉膛与燃烧室之间设有一道挡火墙。煤燃烧产生的高温气体上升至炉顶附近后,转向进入炉膛,向下加热工件后,从侧墙下部排烟口排出炉外。由于该炉没有绝热保温层,炉体蓄、散热损失严重,炉子升温缓慢。1998年,该车间开始用该炉烘烤铸钢型模,最高加热温度为900℃。从试生产情况来看,在炉温达至850℃后,炉子继续升温时,升温速度进一步减慢,严重地制约了炉子生产能力的发挥,同时,单耗大幅度升高。为了满足生产工艺的需要,车间提出在该炉侧墙上增加四个天然气烧嘴。在该方案实施前提交设备管理部审查时,笔者经过调查、分析后,认为该方案实施起来有多重困难:①车间天然气供气能力不足,需重新铺设一条天然气管道。②由于没有拱脚梁的支撑,该炉炉顶已有一定程度的下沉,已不是标准的圆弧顶,如果直接在侧墙上开孔,有可能导致炉顶垮塌。如拆除后重筑,则工期长、投资大。③由于炉墙太厚,又无钢立柱和炉墙钢板,烧嘴安装、固定困难。④由于炉墙、炉顶均无保温层,炉温升高后,蓄热、散热损失将进一步加大。⑤热负荷增大后,烟囱排烟能力不足。⑥改造投资大、工期长。针对上述问题,笔者提出了新的台车热处理炉改造方案。2耐火纤维的改造由于该炉是周期性生产,经常是开一次炉停几天,而炉体又全部由重质耐火材料砌筑而成,因而炉体蓄热、散热损失大,在生产中表现出升温速度慢、能耗高。针对这一特点,改造方案应当从减少蓄热、散热损失,提高炉子热利用率入手。根据上述原则,对炉膛结构进行了综合分析,并经过反复的热工计算,决定采用在炉子的两个侧墙和炉顶的内表面粘贴耐火纤维的改造方案。方案充分考虑了耐火纤维的使用温度、抗气流冲刷能力、高温下的收缩及粘结的牢固度等方面的问题。具体方案如下:(1)耐火纤维材质的选择:最高炉温在1000℃以下,故选用普通硅酸铝质耐火纤维。(2)纤维制品的种类:选用针刺毯。因为产品经过针织处理,具有较强的抗气流冲刷能力。(3)粘贴用的胶泥:选用专用高温粘结剂,现场配制。(4)耐火纤维的预处理:经过折叠、压缩、捆扎、剪切后,制成具有一定的尺寸、容重的压块。压缩的目的在于保持整个粘贴层的严密,在使用温度下长期工作而不产生收缩缝隙。(5)耐火纤维粘贴厚度:即要考虑保温、绝热性能,又要考虑炉膛结构、尺寸的限制。最终确定为:左侧墙:200mm;右侧墙和炉顶为:110mm。(6)炉子结构的调整:粘贴压块后,炉顶高度降低,对燃烧室与炉膛之间的挡火墙高度进行相应的调整,以保证炉气的顺行。3该计划的实施(1)针刺毯的制作委托耐火纤维生产厂按设计的要求,选用容重为130kg/m3的普通硅酸铝质耐火纤维针刺毯,经过反复折叠、压缩、捆扎、剪切后,制成具有一定尺寸的、容重为200kg/m3的针刺毯压块。(2)清理规范炉墙、炉顶的内表面粘挂了一层厚厚的灰尘,主要是软化温度较低的粉煤灰,必须清理干净,否则将影响压块的粘贴牢固程度。由于炉子运行温度较低,清扫工作非常容易进行。用刷子或扫帚将内墙表面上粘挂的粉尘清扫干净即可。(3)用粘合剂膏制作施工前,将耐火粘土粉按一定的比例加入到专用高温粘结剂中,搅拌均匀后即可使用。注意一次不要配制太多,用多少配多少。(4)胶泥的压紧和针刺毯的安装粘贴施工自下而上一层一层地进行,最后粘贴炉顶。粘贴前,先将墙面刷一层胶泥,再在压块的粘贴面抹上一层胶泥,然后将其粘贴于墙面上,用木板压紧,数秒钟后取下木板(粘贴炉顶时,用木板压紧压块的时间适当延长),再粘下一个压块。施工时必须将压块间的缝隙挤紧。注意:任意两个相邻压块的针刺毯折叠方向必须互相垂直。这样,当炉子升温时捆扎压块的塑料绳燃烧后,被压紧的折叠块自然回弹,将压块之间的所有的缝隙压紧。(5)纤维表层压压法在挡火墙上方的炉顶处,炉气温度较高、流动速度相对较快,为了防止纤维表层粉化或长期被气流冲刷而减薄,采取了防粉化、抗冲刷措施。即在压块粘贴完成后,在其表面抹一层胶泥,厚度约1～2mm。(6)耐火纤维压块的使用施工于1999年2月进行,共粘贴墙面约14m2,使用耐火纤维压块近2m3。从清理炉墙内表面的粉尘开始至压块全部粘贴完毕,耗时约16h。材料费与施工费合计近6000元。4使用情况施工结束后没有烘炉(不需要),即直接投入生产。(1)完全满足炉温对炉温的要求投产后发现,该炉升温迅速,加热时间明显缩短,而在保温期间,燃煤消耗量大幅度降低。炉温可顺利升至900℃,完全满足了铸钢型模烘烤工艺对炉温的要求。这说明该炉在炉膛粘贴普通硅酸铝质耐火纤维针刺毯压块后,大幅度地减少了炉体的蓄热、散热损失。据车间统计,改造后与改造前相比,平均节煤在20%以上。(2)高铝质耐药粘土砖的安装实践表明,胶泥具有较高的常温粘接强度和良好的高温粘结性能。施工时曾做一试样,即将一耐火纤维针刺毯压块,采用与炉内施工相同的方法,粘贴在一块高铝质耐火粘土砖的230mm×114mm的表面上,数小时后,胶泥自然干燥、硬化,用手提起压块,压块完全可以将耐火砖提起,粘贴处无任何变化。一天后,用脚踩住耐火砖的两端,用双手抓住压块用力向上拉,粘贴处也无任何变化。该炉从1999年2月投产后,一直使用至2002年7月,在长达三年多的使用过程中,压块无一脱落,这说明该种胶泥的性能是可靠的、粘贴技术是可行的。(3)水纤维炉衬厚度无变化、内表面无裂缝在使用期间,与炉气接触的耐火纤维表面无明显的纤维粉化现象,耐火纤维炉衬的厚度也无变化、内表面无明显裂缝,表明普通硅酸铝质耐火纤维针刺毯压块完全可以在900℃的温度下,长期、稳定地使用。在挡火墙上方炉顶处的少数压块,仅厚度稍有不同程度的减薄,5主要经验为(1)普通硅酸铝质耐火纤维针刺毯经折叠、压缩后,制成的压块,用于900℃以下的燃煤热处理炉是可行的。(2)采用粘贴的方法固定压块,简单、快捷。如处理得当,可保证施工质量和使用寿命,做到长期不脱落、无开裂。(3)该方