耐火纤维喷涂技术在全纤维炉衬施工中的应用.doc

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1、耐火纤维喷涂技术在全纤维炉衬施工中的应用宋彦伟李希抚顺特殊钢 (集团) 有限责任公司 (邮编: 113001)摘要文章简要介绍了耐火纤维材料在间歇式热处理炉上的应用情况。 分析了全纤维炉衬几种施工方法的特点和存在的问题。采用耐火纤维喷涂技术喷敷炉衬, 具有施工周期短、整体密封性能好、使用寿命长的特点, 经实 际应用取得了明显的效果。关键词耐火纤维喷涂炉衬施工A pp l ica t ion of F iber Spra y in g Techn o logy in FullyF iber L in in g Con struc t ionSo n g Y anw e i L i X i(F u

2、 sh u n S p ec ia l S tee l G roup C o. L td. , F u sh u n 113001)A bstra c tT h is th e sis b r ief ly in t ro du ce s th e app lica t io n o f ce ram ic f ib e r m a te r ia ls in b a tchtyp e h ea t2t rea tm en t fu rn ace s.It an a lyze s th e ch a rac te r ist ic s o f som e f ib e r lin in g c

3、o n st ru c t in g m e tho d s an d th e ir defec t s. U sin g sp ray in g tech n iqu e, th e co n st ru c t in g t im e is sho r te r, th e w ho lesea l re su lt b e t te r, an d se rv ice life lo n ge r.p lica t io n.Key word sce ram ic f ib e r, sp ray in g,T h is m e tho d h a s go t ve ry goo d

4、 re su lt s in p rac t ica l ap 2lin in g,co n st ru c t io n式。 经过一年多的运行实践证明, 取得了满意果。前言1基本概况耐火纤维做为一种隔热耐火材料, 克服了传统耐火材料不保温, 保温材料不耐火的缺点。以其热容 小、导热率低、容重轻、热稳定性好、抗热震性强等优 点被广泛应用在工业炉窑等热工设备上。 在降低能 耗、提高热工设备的各项经济技术指标方面取得了显著的成效。 目前耐火纤维施工方法普遍采用将纤抚钢现有各种型式的热处理炉 60 余座, 其车式热处理炉及罩式热处理炉占 90% 以上。砌 衬所用的耐火材料多为粘土砖、轻质粘土砖、硅砖

5、等。 80 年代以来, 耐火纤维材料在间歇式热(3) 纤维制品单元之间有接缝, 施工时对接缝处抚钢原有 5 台全纤维炉衬热处理炉, 其炉衬的施工方式分别为折叠块式结构和折毯预制块结构两 种形式, 见图 1 和图 2。理不当及使用中纤维的热收缩性易形成贯通缝隙,炉衬的整体性不好, 密封性差, 易窜火, 影响使用效果。部分分厂的全纤维炉自 1994 年投产以来, 纤维内衬的某些部位因窜火而使固定板和锚固杆烧损变形, 纤维块脱离炉壳, 炉壁钢板外表面温度过高甚至出现烧红现象。已进行多次的局部检修和处理, 检修后也很难达到理想的使用效果。耐火纤维喷涂技术应用及效果31- 炉壁钢板; 2- 纤维毡; 3

6、- 锚固杆; 4- 固定板; 5- 纤维折叠块图 1 折叠块式结构耐火纤维喷涂技术是国际上 80 年代末发展起来的一种节能、保温、绝热的新型施工技术。 在热处理炉全纤维炉衬的施工中, 应用这种新型筑炉工艺完全可以弥补耐火纤维传统施工方法的不足。 喷涂施工是通过喷涂机, 将预处理过的散状耐火纤维棉和具有良好常温、高温粘结性能并可快速固化的专用粘结剂在一定的压力下同时喷出, 散棉与结合剂在喷枪外部均匀混合后呈絮片状被打到喷涂面上,1- 炉壁钢板; 2- 纤维毡; 3- 锚固螺钉;4- 纤维毯预制块; 5- 锚固件; 6- 螺母 图 2 折毯预制块结构形成致密度好、耐高温的三维网络结构纤维衬里。普通

7、硅酸铝耐火纤维喷涂的主要理化指标如表 1。折叠块式结构的施工方法: 将纤维毡折叠压缩后组 成 一 定 尺 寸 的 模 块, 模 块 尺 寸 为 ( 300 600 )mm 300 mm 230 mm , 置于事先焊接于炉壁钢板 上的两固定板之间, 推压与炉壁钢板靠紧, 然后用锚固杆插入纤维模块中, 使其固定于炉壳上。 折毯预制块结构的施工方法: 预制块由生产厂家用纤维针刺毯折叠并压缩而成, 其内部预埋不锈钢锚固件及硬质塑料管, 预制块尺寸为 300 mm 300 mm 230 mm 。施工时, 将预先焊接在炉壁钢板 上的锚固螺钉插入预制块中的锚固件及塑料管中,用特制工具拧紧螺母固定后, 抽出硬

8、质塑料管。因预 制块均有 20% 30% 的压缩量, 整体施工后预制块互相膨胀压紧而形成比较致密的整体炉衬。 采用上述两种耐火纤维施工方法砌筑的全纤维炉衬, 在施工和生产使用过程中存在的主要缺点是:( 1) 劳动强度大, 施工周期长, 制品造成的粉尘表 1普通硅酸铝纤维喷涂的主要理化指标/抚钢公司于 1997 年先后在 2 台车底式热处理炉的大修改造中采用纤维喷涂筑炉工艺砌筑全纤维炉衬。 热处理炉主要用于合结钢、不锈钢、工模具钢等特殊钢轧材及锻材的退火处理。 热处理温度范围为 640 950 。 设计炉衬喷涂厚度为 250 mm , 炉门内衬也采用纤维喷涂替代原来的轻质浇注料捣打炉门结构。采用

9、全纤维炉衬, 炉体宽度方向砌砖尺寸减少 1000 mm 。炉体框架结构也随之设计得更加简洁, 节省大量钢铁用料, 实现了全炉轻型化。 采用纤(下转第 50 页)43项目容重/k gm - 3导热系数/W m - 1K - 1加热线收缩% ( 24 h )抗折强度/M P a( 厚 25 mm )使用温度指标2500. 09420. 031000共中: G 汽 汽化冷却产汽量, k g /h;h 水蒸汽的焓, kJ /k g;C 水的比热, kJ /k g K; t 水的温度, K; 水的汽化潜热, kJ /k g; 蒸汽温度。 由上式计算得出汽化冷却时出钢槽的吸热量为:温度大有益处。从加热炉的

10、实际运行来看, 出钢槽改造后, 减少了吸热量, 提高了炉膛温度, 明显缩短了等 轧时间, 而且钢坯的加热质量比改造前有了显 提高。另外, 以前常发生的出钢槽断水事故没有生过。签于这种情况, 1996 年又对 2# 加热炉的 槽进行了改造, 也取得了同样的效果。从理论计算和加热炉的实际运行来看, 可 出如下的结论:(1) 出钢槽的改造不仅节约了能源, 而且节大量的水资源。(2) 改造后, 明显提高了钢坯的加热质量和 能力, 减少了等温待轧时间。( 3) 去除了出钢槽事故隐患, 避免了事故 生, 相应地提高了生产率。2 103 ( 2706 - 4. 187 25 -Q 汽 =2202.2 4/1

11、00) 5. 026106 kJ /h(3) 计算结果对比及分析从上面的计算结果可以看出, 二者的绝对差值301 106 kJ /h , 即改造后出钢槽将减少吸热为: 2.量 2. 301106 kJ /h , 无疑这部分热量将对提高钢坯(上接第 43 页)维喷涂工艺与其他工艺经济技术指标对比见表 2。升、降, 降低燃料消耗和提高炉子作业率等方面了更佳的效果。实践证明, 采用纤维喷涂在施工 有如下几方面的特点:(1) 机械化作业, 施工速度快, 施工环境好,投入少。表 2纤维喷涂工艺与其它工艺经济技术指标对比( 2) 炉墙与炉墙、炉顶及后墙排烟口等拐角型结构处, 施工简捷、方便, 整体施工质量

12、能得证, 可以任意形成复合层。(3) 施工无接缝, 整体密封性好, 强度高, 其 寿命高于制品安装 1 2 倍。(4) 专用锚固件全部埋设在纤维层内, 避免传热, 明显提高绝热效果。( 5) 喷涂的内衬工作面经固化处理后, 光 整, 阻力损失小, 进一步提高抗高温气体冲刷能不须烘炉不须烘炉2可达使用温度材料与工艺硅藻土砖、轻 质粘土砖砌筑耐火纤维制 品人工安装耐火纤维喷涂 机械化施工炉膛温度/炉衬厚度/mm炉 壳 表 面 温 度/( 平均)砌体容重/k gm - 3施工速度 ( 1 个人砌 筑 1 m 3 ) /h每 平 方 米 炉 衬 工 程 造价/元升温速度 筑 炉 工 责 任 心 对 质890464100 1508904 6750烘炉需要120 h 以上89025060 802001 21100,2 3 h可达使用温度89025050 702500. 3 0. 51500, 3 h