多功能加熱爐爐底管內(nèi)保溫系統(tǒng)的研究

多功能加熱爐爐底管內(nèi)保溫系統(tǒng)的研究

1試驗(yàn)用新材料防水纖維球束流暢注射材料，纖維顆粒作為表面活性劑，存在于加熱材料中。這改善了防水加工材料的特性。這是目前正在使用的新材料之一。由于該澆注料既具備了重質(zhì)耐火澆注料的耐高溫、高強(qiáng)度和高溫下的低收縮率,又具備了輕質(zhì)隔熱澆注料的低導(dǎo)熱率和高抗熱震性,因此該材料適應(yīng)于承受高溫和較大溫度梯度及一定壓力的熱工設(shè)備。其中該種澆注料中的HM-1.9(體積密度:1.9g/cm3)系列產(chǎn)品尤其適用于加熱爐的水管包扎。2爐底管口包政策加熱爐爐底水管是推鋼式加熱爐(或步進(jìn)梁式加熱爐的水梁立柱)的重要結(jié)構(gòu)之一。它不僅承受著爐內(nèi)坯料的全部重量,而且消耗大量的冷卻水,其帶走的熱量是爐膛的無效熱消耗,約占加熱爐總損失的15%~30%。因此水管的絕熱包扎就顯得尤為重要。絕熱效果不好的水管,不僅降低爐子的熱效率,還會在鋼坯下面產(chǎn)生“黑印”,惡化料坯的受熱條件,延長了加熱時(shí)間,產(chǎn)生加熱缺陷,降低加熱質(zhì)量。由于爐底水管的工作條件是在高溫和較大溫度梯度下,且還要承受爐溫的急劇變化、料坯的振動等,這就對包扎爐底水管的耐火材料提出了很多要求,即包扎材料要具有較高的耐高溫性能;在爐子最高溫度下長期工作不變形,不熔化;在常溫和高溫下要具有較高的耐壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度,耐機(jī)械振動性能好;要具有很高的抗熱振性能,在爐溫急劇變化的條件下,不開裂,不崩落等。3支模澆注包支模生物處理法爐底水管包扎工藝主要有以下幾種:(1)單層預(yù)制塊包扎靠包扎塊內(nèi)部預(yù)埋的錨固件與水管連接在一起,這種方法具有施工簡單、維修方便、絕熱效果一般的特點(diǎn)。但由于其整體性不好,易造成包扎不嚴(yán)密,且易產(chǎn)生破損,使用壽命低,限制了其使用。(2)現(xiàn)場澆注現(xiàn)場支模澆注包扎,由于整體密封性好,工藝簡單,適應(yīng)性強(qiáng),成本低,使用壽命較預(yù)制塊包扎好,在國內(nèi)應(yīng)用較廣。它的不足是施工檢修工期長,且不易實(shí)現(xiàn)復(fù)合包扎,故熱損失亦很大。(3)復(fù)合包扎是把已燒結(jié)成型的多體組合預(yù)制件通過焊在水管上的鋼柱,與水管連接起來,這種方法由于包扎塊內(nèi)部無錨固件,壽命較高,且絕熱效果好,大幅度降低了水管的熱損失。水管包扎使用的材料:水管絕熱包扎所采用的材料分為重質(zhì)耐火材料、輕質(zhì)耐火材料及黏土結(jié)合澆注料。重質(zhì)耐火澆注料如高鋁質(zhì)、低水泥系列,具有耐高溫、高強(qiáng)度和高溫下的低收縮率,但其平均導(dǎo)熱系數(shù)很高。輕質(zhì)隔熱材料如輕質(zhì)磚砂澆注料、多孔熟料澆注料和高強(qiáng)陶粒輕質(zhì)澆注料等,絕熱效果好,但使用溫度低,強(qiáng)度小。黏土結(jié)合澆注料是應(yīng)用較早的不定形的耐火材料,高溫下強(qiáng)度較低。4防水桿連接技術(shù)4.1材料性能指標(biāo)的對比粒狀耐火纖維澆注料是以球柱狀的耐火纖維顆粒作為骨料存在于耐火基質(zhì)料中。球柱狀纖維顆粒是用普通硅酸鋁(高鋁、含鋯)耐火纖維棉破后,經(jīng)過混配、造粒而成的。其顯微結(jié)構(gòu)如圖1和圖2。強(qiáng)度高:由于球柱狀骨料所形成的應(yīng)力小,且不會破壞制品的連貫性,而且本身的交叉網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),能抵抗外力,使該材料具有較強(qiáng)的機(jī)械性能。隔熱性能好:在常規(guī)的耐火纖維澆注料中,作為骨料的耐火纖維棉沒有自成一體,在攪拌過程中,泥漿不斷滲入到纖維的微孔里,破壞了纖維的隔熱效果,而粒狀耐火纖維澆注料依然保存著纖維的多孔性,且分散較均勻,體積密度也較通常耐火纖維制品大,這些都決定了粒狀耐火纖維澆注料具有較好的隔熱效果。抗熱震穩(wěn)定性優(yōu):1100℃循環(huán)水冷卻(試樣尺寸160mm×40mm×40mm)抗折殘余強(qiáng)度高,見表1。幾種耐火澆注料性能指標(biāo)對比見表2?？梢?粒狀耐火纖維澆注料在與低水泥澆注料抗折強(qiáng)度基本相同的條件下,其導(dǎo)熱率降低了3~5倍。而與輕質(zhì)耐火澆注料相比,莫來石澆注料在110℃時(shí)耐壓強(qiáng)度雖然達(dá)到了15MPa,但在高溫下強(qiáng)度卻提高不多,約在25~30MPa,其導(dǎo)熱率(550℃)卻大于0.5W/(m·K),仍然比粒狀耐火纖維澆注料大近1倍。4.2爐氣溫度和包裝料厚度粒狀耐火纖維澆注料具有高強(qiáng)度、耐高溫、低導(dǎo)熱率的隔熱性能,它的隔熱效果可以通過管壁的熱損失計(jì)算來獲得。以尺寸152×25mm的水管為例:設(shè)水管里的冷卻水溫度保持在t3=36℃,外面的爐氣溫度為t1=1320℃,包扎材料的厚度為80mm。(1)常規(guī)耐火澆注料以低水泥澆注料為例,在550℃時(shí)取它的平均導(dǎo)熱系數(shù)為λ2=1.4W/(m·℃),則通過單位長度水管的散熱量為:式中:λ1—鋼管的平均導(dǎo)熱系數(shù),取45W/(m·℃)λ2—水泥澆注料的平均導(dǎo)熱系數(shù)d1—鋼管的內(nèi)徑d2—包扎前鋼管的外徑d3—包扎后鋼管的外徑(2)如果用粒狀耐火纖維澆注料包扎,在550℃時(shí)它的平均導(dǎo)熱系數(shù)取λ=0.43W/(m·℃),則這時(shí)單位長度水管的散熱量為:粒狀耐火纖維澆注料水管包扎比采用低水泥澆注料水管包扎熱損失減少了:5壓力和機(jī)械震動由于水管的工作環(huán)境