高温锻造炉
全纤维保温
技
术
方
案
1、淄博高乐工贸有限公司简介
淄博高乐公司是一家以高温耐材技术研发和高温装置节能为核心,以高温原料矿产为资源,生产销售高温材料产品的民营高新技术企业,高乐公司与山东大学、中国石油大学、山东科技大学以及美国、阿联酋等知名企业和研究机构建立了长期稳定的发展战略合作联盟。
高乐公司拥有设施先进的陶瓷纤维棉、毯、板、纸、布、模块 系列产品生产线,国内领先的轻质莫来石砖高温隧道窑生产线,全自动耐火保温浇注料系列产品生产线,公司拥有标准化高品位高岭土标准化产权基地,高乐公司生产的陶瓷纤维产品、耐火砖产品、耐火保温浇注料产品广泛应用于钢铁、石化、建材、航天、家电、防火等行业,取得了卓越的节能效果和用户的广泛认可。
严格的质量管理体系,高素质的技术团队,高乐公司将全力为社会提供环保、可靠、节能的原产地系列高温材料。
2、锻造加热炉概况
锻造台车炉因为具有炉温易于控制、热功率密度大、操作环境好、无污染、便于实现自动化控制等诸多优点,在冶金行业、陶瓷行业、机械行业以及化学、建材、轻工业、实验室等各领域加热炉中广泛应用。
耐火陶瓷纤维炉衬材料,以其低容重、低导热率、低热容量、热敏性好、炉温易于控制等一系列优点,在锻造加热炉的节能保温上,起到了举足轻重的作用。应该说,就满足锻造加热炉的操作控制要求来讲,采用全纤维炉衬是电加热炉最直接、最有效的手段。
常见电阻炉工况条件如下:
③长期工作温度1280℃,最高工作温度1300℃
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4、硅酸铝纤维炉衬方案
采用陶纤毯与陶纤模块复合保温结构,总保温厚度根据理论计算及陶纤材料在电阻炉上多年应用经验,保温结构推荐如下:
工作温度为1280℃的台车炉,平铺毯厚度50mm,热面层陶纤模块厚度为300mm时,外加多晶贴面块50mm 炉外壁理论平均温度低于80℃。
陶纤模块材质选用长期工作温度1350℃的含锆型耐火纤维,结构形式采用角铁吊挂式锚固方式,材质确定为Cr25Ni20。背衬层陶纤毯选用两层厚20mm工作温度1050℃的标准型耐火纤维铺缝铺设。
陶纤模块的排列方式采用“兵列式”—沿模块压缩尺寸顺向排列。纤维模块列间采用一层厚度20mm的陶纤毯对折后压缩,并用“U”型钉保持500~700mm的间距穿插到纤维模块上固定以补偿纤维不膨胀面可能产生的收缩,该结构可以避免“拼花地板式”排列方式中,纤维模块因边角部位膨胀不均导致出现“花心”的现象,取得最佳的绝热效果。炉顶部位背衬层安装时采用快速卡片配合模块用螺栓进行临时固定。
示意图
炉顶与炉墙结合部位处理
为防止该部位出现贯通缝,墙与墙、墙与顶的连结处采用陶纤模块与背衬毯错缝连结方式。同时为防止热面层陶纤模块连结处的高温收缩,在墙顶结合处设置一条补偿缝,采用标准型纤维毯对折,保持30%以上的压缩比,强行塞入,确保该部位的高温密封效果。
炉墙模块与平铺交接部位处理方案
6、保温方案技术优势
1、方案优势:
1)、选用陶瓷纤维作炉衬材料:
耐火陶瓷纤维材料是一种轻质、高效的保温绝热材料,与传统的绝热材料相比,它具有以下优势:
(1)体积密度低:陶纤炉衬比轻质隔热砖炉衬轻75%以上,比轻质浇注料炉衬轻90%到95%。如采用纤维炉衬可大大减轻窑炉的钢结构负荷,延长炉体使用寿命。
(2热容量(蓄热量)低:陶瓷纤维的热容量仅为轻质耐热衬里和轻质浇注料衬里的1/10左右,而炉衬材料的热容量与炉衬的重量成正比。低热容量意味着窑炉在往复操作中吸收的热量少,同时升温的速度加快,大大减少了炉温操作控制中的能源耗量,尤其对加热炉的启炉、停炉起到非常显著的节能效果。
(3)低导热率:陶瓷纤维炉衬在平均温度400℃时,导热系数小于0.1W/mk,平均600℃时小于0.15 W/mk,平均1000℃时小于0.25 W/mk ,约为轻质粘土砖的1/8,为轻质耐热衬里的1/10,绝热效果显著。
(4)施工简便:施工过程无需留设膨胀缝,施工人员经过基本培训即可上岗,施工技术因素对炉衬绝热效果的影响小。
(5)抗热震及机械震动性能优良:纤维毯及模块具有柔性和弹性,对剧烈的温度波动和机械震动具有特别优良的抵抗性能。在被加热体能承受的前提下,纤维折叠模块炉衬可以以任意快的速度加热或冷却而且不易破损。
(6)无需烘炉;炉衬施工完毕即可投入使用,无需烘炉程序。
(7)隔音性能好:陶瓷纤维能降低频率小于1000赫兹的高频噪声,对小于300HZ的声波,隔声能力优于常用隔声材料,能显著降低噪声污染。
(8)高热敏性:陶瓷纤维炉衬的热敏性要远远好于常规耐火材料炉衬,目前加热炉一般使用微机控制,纤维炉衬的高热敏性更适应工业窑炉的自动化控制。
(9)化学性能稳定:陶瓷硅酸铝纤维属中性偏酸性材料,除与强酸碱反应外,不被其它弱酸、碱以及水、油、蒸汽侵蚀,与铅、铝、铜不浸润。
(10)使用范围广:随着耐火纤维生产技术及应用技术的发展,耐火陶纤制品已经实现了系列化与功能化,产品从使用温度上,可以满足从600℃至1400℃不同温度档次的使用要求。从形态上已逐渐形成了从传统的棉、毯、毡产品到纤维模块、板、异型件、纸、纤维纺织品;从纤维棉到纤维喷涂、可塑料、浇注料等多种形态的二次加工或深加工产品,完全满足各行业不同工业炉对耐火陶纤制品的使用要求。
综合陶瓷纤维炉衬结构的优越性可见:陶瓷纤维炉衬已成为目前炉衬发展的一种趋势,代表着工业炉现代化发展的水平,陶瓷纤维炉衬的采用与否,直接决定着炉子的使用效果、产品质量和产量。
2)、炉衬为陶纤模块和层铺毯复合结构:
A、选用模块与纤维毯平铺结构的理由是:模块与纤维毯平铺叠砌结构具有很好的温度等级梯度,能更好的降低炉外壁温度,延长炉体壁衬的使用寿命;同时还可找平炉壁钢板的凹凸不平,降低壁衬总造价;另外,当热面材料遭到破坏而发生意外情况产生缝隙时,平铺层还能起到临时保护炉体板的作用。
B、选用角铁式纤维模块的理由:模块作为一种新型的多用途高温隔热体,与传统的纤维毯层铺结构相比,锚固件冷面固定,不直接暴露于工作热面,既减少了热桥的形成,又降低了锚固件材质等级,进而降低了锚固件的造价;同时,提高了纤维壁衬的抗风蚀性能。而且,角铁式锚固件厚为仅为2mm,能实现纤维模块与层铺毯之间的紧密贴合,绝不会出现模块与背衬毯间的空隙,造成衬里表面的不平整现象。
4)、纤维模块材质选型
(1)炉衬纤维材质的选择
炉衬材料的材质选择,需综合考虑应满足最高炉温条件、陶瓷纤维材料的使用条件、炉子的操作气氛,炉内炉气正负压等各方面的因素。同种陶瓷纤维材料,由于使用条件(炉子热源种类、炉内气体成份及流速、炉子运行制度)不同,其使用温度亦不相同。其规律为:
·同种材料在电炉使用温度比燃煤气炉高50-100℃,比燃油炉高150-200℃。
·同种材料在氧化性或中性炉气中,使用温度比在还原性炉气和含硫及低熔点氧化物的尘、渣条件下高100-150℃。
·同种材料在连续式炉使用温度比间歇式炉使用温度低50℃。
5)、锚固件材质为Cr25Ni20:
锚固件材料的选用一般应根据锚固件所处位置的工作温度,以及是否直接与烟气接触而决定,采用模块叠砌的复合炉衬结构,锚固件冷面固定,不与烟气直接接触,同时,由于采用吊角铁式锚固件结构形式,锚固件离工作热面为120mm左右,经计算,锚固件所处位置工作温度不会超过500℃,根据《化学工业炉耐火纤维炉衬设计技术规定》锚固件材料选用表中的有关规定,不与烟气直接接触条件下, Cr25Ni20材质的锚固件最高使用温度为1200℃,采用材质为Cr25Ni20的锚固件,完全可满足使用要求。
3、含锆型耐火纤维模块性能指标
分类温度: 1430℃
使用温度: 1350℃
体积密度 190-240kg/m3
加热线变化(1350℃,24h) -2.5%
抗拉强度(容重128kg/m3,厚30mm) 0.08MPa
导热系数(平均温度) W/m.K
200℃ 0.053
400℃ 0.096
600℃ 0.165
基本成分:
AL2O3 40%
AL2O3+ SiO2 +ZrO2 ≥99.2%
ZrO2 15~17%
山东淄博高乐工贸有限公司
2011年9月21日
0533-2707305 15865471704 张庆
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