納米微孔隔熱材料在鋼包上應(yīng)用

1、 背 景 隔熱材料是鋼鐵設(shè)備的重要組成，對設(shè)備能耗具有較大影響。目前鋼鐵行業(yè)使用的隔熱材料主要有隔熱磚、陶瓷纖維、硅酸鈣板等產(chǎn)品，這類材料在低溫時隔熱效果尚可接受，但隨著使用溫度升高，導(dǎo)熱系數(shù)也會急劇升高，隔熱性能迅速下降。鋼鐵工業(yè)設(shè)備的運行溫度通常較高，使用環(huán)境惡劣。傳統(tǒng)隔熱材料不能勝任，隔熱效果不明顯。在當(dāng)今節(jié)能減排要求日益提高的背景下，納米微孔隔熱材料逐漸引起關(guān)注并得到應(yīng)用。納米微孔隔熱材料介紹 納米微孔隔熱材料是一種基于微孔隔熱原理研制而成的新型材料，主要成分為直徑7至12nm的超細二氧化硅粉末，混合熱輻射遮蔽材料、高溫抗收縮材料及無機纖維增強材料等經(jīng)特殊工藝壓制而成。 納米微孔隔熱材

2、料表面有玻璃纖維布包覆，常用形態(tài)有平板型、卷簾型、砌塊型、柔毯型等。平板型可用于平面爐壁或弧度不太大的爐壁，卷簾型主要用于 管道系統(tǒng)。 產(chǎn)品名稱1050型納米微孔隔熱氈1100型納米微孔隔熱氈產(chǎn)品代碼NIF-1050NIF-1100熔點12001200最高使用溫度10501100密度（10%）400kg/m3400kg/m3比熱 4000.8 KJ/kgK0.8 KJ/kgK抗壓強度（壓縮10%）0.6MPa0.6MPa線收縮率 9501.30%1.30%導(dǎo)熱系數(shù)（W/mK） 500.0220.0221000.0230.0252000.0240.0263000.0260.0284000.029

3、0.0318000.0430.047納米微孔隔熱材料的性能 納米微孔隔熱材料的隔熱效果是傳統(tǒng)隔熱材料的4倍。納米微孔隔熱材料的隔熱性能 使用溫度： NIF-1050型和NIF-1100型的最高使用溫度為1050和1100，在設(shè)計隔熱層厚度時應(yīng)避免過厚，納米隔熱材料的熱面溫度高于最高使用溫度，會造成材料過載而失效。 導(dǎo)熱系數(shù)： 由于材料內(nèi)部形成的微孔直徑小于空氣分子的平均自由行程，分子間的碰撞傳熱受到抑制，再加上熱輻射遮蔽成分的作用，使該材料在高溫下可達到比靜止空氣還低的導(dǎo)熱系數(shù)。納米微孔隔熱材料的隔熱效果是傳統(tǒng)隔熱材料的4倍。 納米微孔隔熱材料的性能納米微孔隔熱氈在鋼包上的應(yīng)用應(yīng)用方法： 用納

4、米微孔隔熱氈替代傳統(tǒng)隔熱磚或陶瓷纖維板，在鋼包壁上貼一層納米微孔隔熱氈，然后依次砌筑永久層和工作層。納米微孔隔熱氈在鋼包上的應(yīng)用安裝方法： 用納米微孔隔熱氈替代傳統(tǒng)隔熱磚或陶瓷纖維板，在鋼包壁上貼一層納米微孔隔熱氈，然后依次砌筑永久層和工作層。納米微孔隔熱氈使用效果1、減少鋼包外殼熱損失；2、降低鋼包外殼溫度，增加鋼包使用壽命和安全性；3、替代過厚傳統(tǒng)隔熱轉(zhuǎn)，增加鋼包容積；4、降低耐火磚層冷熱面溫差，延長耐火磚使用壽命；5、減少鋼包烘烤所需熱量；6、能適當(dāng)降低轉(zhuǎn)爐出鋼溫度。耐火層結(jié)構(gòu)（由外耐火層結(jié)構(gòu)（由外向內(nèi)）向內(nèi)）厚度厚度mmmm使用效果使用效果納米微孔隔熱氈5鋼水熱損失降至0.3/min鋼

5、包外壁溫度從370降至240莫來石輕質(zhì)磚38鋁鎂澆注料25鎂碳磚114耐火層結(jié)構(gòu)（由耐火層結(jié)構(gòu)（由外向內(nèi)）外向內(nèi)）厚度厚度mmmm使用效果使用效果納米微孔隔熱氈7鋼包外壁溫度80-100，酸化附著物明顯減少，鋼包容量增加，鋼包外圍設(shè)備使用壽命延長。莫來石輕質(zhì)磚63鋁鎂澆注料25鎂碳磚150納米微孔隔熱氈應(yīng)用案例案例1案例2納米微孔隔熱氈應(yīng)用經(jīng)濟分析 把鋼包看作一個圓柱體，以210t鋼包為例，鋼包平均直徑：3.761m，高度4.46m，散熱面積為52.67m2。 假定鋼包在貼隔熱氈前后外壁溫度為310和220，可算出鋼包散熱損失熱功前后對比： 前=2.47*106W 后=1.55*106W 前-

6、后=0.92*106W 根據(jù)統(tǒng)計，鋼包的平均周轉(zhuǎn)時間為100分鐘，1600鋼水的比熱c=0.837kJ/kg， 可以求出減少鋼水的溫降： t=0.92*106*6000/0.837*103*210*103=31.4納米微孔隔熱氈應(yīng)用經(jīng)濟分析 鋼包節(jié)約散熱：功率 前-后=0.92*106W 一個鋼包運行周期0.92*1000*1.6=14720Kwh，噸鋼節(jié)約70kwh，按0.6元/kwh計算，計算得出可節(jié)約4.2元/t； 納米微孔隔熱氈的應(yīng)用成本： 鋼包表面貼兩層隔熱氈，每層面積52.67m2，共115.3m2. 按830元/m2計算，成本增加：115.3*830=95699元 按10個包役1

7、000個包齡計算，合計煉鋼210t*1000=21萬噸， 平均噸鋼增加成本 95699/210000=0.46元/t； 結(jié)論：噸鋼節(jié)約結(jié)論：噸鋼節(jié)約4.2-0.46=3.744.2-0.46=3.74元元/t/t 納米微孔隔熱氈應(yīng)用經(jīng)濟分析1 減少鋼包熱損失，降低煉鋼成本。2 因為隔熱效果明顯，可以減少烘烤所用煤氣費用。3 精煉爐減少加熱電極的消耗，降低煉鋼成本。4 可以降低轉(zhuǎn)爐出鋼溫度，節(jié)約能源消耗。5 降低鋼包外表面溫度，減少鋼包熱疲勞，提高鋼包使用壽命。6 降低鋼包耐火材料內(nèi)外溫差，提高耐材的熱穩(wěn)定性。7 減薄鋼包耐材，提高鋼包有效容量，提高煉鋼產(chǎn)量；納米級微孔隔熱材料的其他應(yīng)用納米級微孔隔熱材料的其他應(yīng)用 高爐高爐 高爐封口內(nèi)襯提高熱風(fēng)溫度（減少熱風(fēng)溫降），降低風(fēng)管外表面溫度，減少熱損失并達到節(jié)能的目的。 出 鐵 溝減少鐵水散熱，防止出鐵溝變形損壞。保溫好的鐵水熱損失小，因而可降低出鐵口的鐵水溫度，從而節(jié)能并延長耐火