加熱爐陶瓷蜂窩體出現(xiàn)斷裂、堵塞的原因分析以及有效措施

1、加熱爐陶瓷蜂窩體出現(xiàn)斷裂、堵塞的原因分析以及有效措施 :蓄熱燃燒技術(shù)是一種節(jié)能的新型燃燒技術(shù)，目前已經(jīng)在許多國家推廣應(yīng)用。該技術(shù)之所以具有較高的溫度效率和熱效率，蓄熱體是一個關(guān)鍵部件。但從實際應(yīng)用來看，陶瓷蜂窩體壽命往往不盡人意，原因是多方面的，主要是蜂窩體材質(zhì)不合理、使用環(huán)境惡劣或制定不合理等。 文章對現(xiàn)場提取的損壞陶瓷蜂窩體進行了分析，總結(jié)出其損壞的原因和解決措施，以期為蜂窩體的選用、生產(chǎn)及現(xiàn)場的應(yīng)用、維護提供有益的建議。 1、損壞原因分析 目前廣泛使用的陶瓷蜂窩蓄熱體多采納莫來石質(zhì)，就理論上講，其耐火度和荷重軟化點都大于1400，完全能夠滿足加熱爐煙氣溫度小于1300的使用條件，但在實際

2、應(yīng)用中卻出現(xiàn)破裂或堵塞的現(xiàn)象。綜合多個鋼廠加熱爐陶瓷蜂窩體的使用狀況，將其損壞原因歸納如下： (1)蜂窩體材質(zhì) 陶瓷蜂窩體材質(zhì)的選用非常關(guān)鍵，應(yīng)優(yōu)先合計耐急冷急熱性能好、比熱大、密度大的材料。蜂窩體的破裂，很大程度上是由于其材質(zhì)的選取不合理。煙氣與空氣對陶瓷蜂窩體反復(fù)沖刷，導(dǎo)致陶瓷蜂窩體的溫度出現(xiàn)頻繁變化，這對其材質(zhì)提出了更高的要求。工程中使用的蜂窩體材質(zhì)耐急冷急熱性能往往不好，容易出現(xiàn)破損現(xiàn)象。目前蜂窩體有十多種材質(zhì)，其中以莫來石質(zhì)，鋁質(zhì)瓷，致密堇青石質(zhì)，疏散堇青石質(zhì)，炻瓷應(yīng)用最為廣泛，其化學(xué)成分組成及性能如表1。 (2)使用環(huán)境 爐內(nèi)的氧化鐵皮和材料本身的氧化鐵含量降低了蜂窩體的耐火度。蜂

3、窩體的主要成分是Al2O3和SiO2。在還原性氣氛中，一些低鋁蓄熱體材料，只要汲取少量的氧化亞鐵，就會在低于1210的溫度下形成液相。而莫來石和剛玉的高鋁材料卻要到1380并汲取大量的氧化亞鐵之后，才會形成液相。 (3)制定因素 蓄熱式加熱爐中，雙蓄熱占絕大多數(shù)。由于空氣和煤氣的噴嘴都很大，空氣、煤氣流股混合效果不理想，會導(dǎo)致不完全燃燒。當(dāng)殘存的空氣和煤氣進入蜂窩體狹小的空間內(nèi)混合，導(dǎo)致二次燃燒損壞蜂窩體。 空氣(或煤氣)和煙氣在蓄熱室內(nèi)的流動不均勻時，容易導(dǎo)致局部的溫度偏高或偏低，產(chǎn)生熱應(yīng)力從而影響蜂窩體的使用壽命。 (4)蜂窩體結(jié)構(gòu) 陶瓷蜂窩體的孔距及壁厚的選擇也很關(guān)鍵，能影響蜂窩體在吸熱

4、和換熱過程中溫度場的變化和分布，進而影響其使用壽命?？拙嗵。诎惭b蜂窩體時容易錯位，氣體有效流通面積變小，阻力損失増大;孔距太大，氣體和蜂窩體的換熱不理想。因此，在一定的環(huán)境下，蜂窩體應(yīng)有一個合適的結(jié)構(gòu)與之相適應(yīng)。 2、解決措施 通過對影響蓄熱體損壞的四大主要因素的分析，綜合實際使用狀況，有針對性地提出解決措施。 (1)在陶瓷蜂窩體材料的選用上，不應(yīng)一味追求含鋁量。含鋁量越高，耐火度越高，但抗熱震性卻越差。在同一蓄熱室內(nèi)最好采納二種材料，由爐內(nèi)方向至爐外方向依次采納剛玉、莫來石、堇青石質(zhì)(或相近材質(zhì))，達到抗熱震性和耐火度的最正確優(yōu)化。 (2)在實際生產(chǎn)中，應(yīng)嚴格控制空燃比，減小鋼坯的氧化燒

5、損，控制氧化亞鐵的生成量，進而阻止氧化亞鐵被吸入蓄熱燒嘴內(nèi)，造成蜂窩體的損壞。 (3)煤氣不完全燃燒，將在蓄熱體內(nèi)進行二次燃燒，造成蜂窩體損壞。制定燒嘴時，應(yīng)充分合計兩噴口的角度、距離及兩股射流的動量比。同時控制空燃比，保證煤氣完全燃燒。這樣在蜂窩體內(nèi)，就不存在二次燃燒的問題。 (4)陶瓷蜂窩體孔距及壁厚的選擇要合適?？籽鄄杉{兩種形式，靠近爐膛部位第一層采納大孔厚壁結(jié)構(gòu)，其余采納小孔薄壁結(jié)構(gòu)。不能為了追求比表面極大，選用過于細小的孔眼結(jié)構(gòu)，影響強度并且容易堵塞。每層蜂窩體之間留有部分間隙(弧面連接)，使氣流通暢，避免灰塵堵塞。依據(jù)孔距與壁厚的大小選擇合適的換向時間。通過理論計算，參照多家鋼廠加熱爐的實際使用狀況，小孔薄壁蓄熱體多采納空格為2.83mm，壁厚0.81mm，換向時間3060s。較長的換向時間對換向閥等關(guān)鍵設(shè)備的使用壽命有利。 3、結(jié)語 依據(jù)蓄熱式加熱爐陶瓷