全纖維爐襯的節(jié)能與工業(yè)實(shí)踐

全纖維爐襯的節(jié)能與工業(yè)實(shí)踐

洛陽軸承集團(tuán)有限公司是1954年成立的大型國有企業(yè)。所列的產(chǎn)品的大部分零件需要翻新。在與國際接軌,參于國內(nèi)外市場競爭的大環(huán)境中,為節(jié)能降耗,提高產(chǎn)品質(zhì)量,該公司采用了大容重整體型纖維爐襯及組裝型爐襯的新工藝。從1993年至今,已對40余臺工業(yè)爐進(jìn)行了全纖維爐襯改造,實(shí)踐證明,其節(jié)能效果及使用壽命都是比較滿意的。139造林前2臺退火爐的穩(wěn)定性此爐型1993年前公司共有3臺,主要用于棒料及盤料退火。1993年又新安裝2臺,考慮到前3臺退火爐為重質(zhì)磚爐襯,存在升溫時間長,能耗高,經(jīng)濟(jì)效益差等問題。所以在新安裝的2臺中,一臺選用全纖維爐襯,一臺選用輕質(zhì)磚爐襯,進(jìn)行比較,結(jié)果介紹如下:1.1爐頂與側(cè)墻的配合爐子外形結(jié)構(gòu)如圖1所示,由兩臺臺車、爐側(cè)墻、爐頂、雙爐門、電熱元件、爐門提升機(jī)構(gòu)、臺車行走機(jī)構(gòu)、安全罩殼、電氣控制柜等組成。全纖維爐襯改造部位為:兩側(cè)墻、爐頂、兩端墻、爐門、側(cè)墻爐底面。側(cè)墻在爐子長度方向上分三段,接頭處設(shè)置在電熱控制區(qū)之間,壓制時將預(yù)先準(zhǔn)備好的特用掛鉤磚及懸掛電阻帶的小勾鑲?cè)?并采用防止直接通過金屬傳熱的特殊結(jié)構(gòu)與爐側(cè)鋼架相連接,保持穩(wěn)定性。爐頂在長度方向分為三段,長度和側(cè)墻相同。安裝時,爐頂三段連成一體,并和側(cè)墻壓成一體。端墻又稱門墩,是全纖維爐襯最易碰壞的地方,所以制作時要增大容重(超過400kg/m3),又要考慮便于維修。爐門內(nèi)襯由預(yù)制件鑲?cè)霠t門鑄件內(nèi)而成。側(cè)墻爐底面,由于兩臺車經(jīng)常輪流進(jìn)出爐內(nèi),給臺車密封帶來困難,此側(cè)墻爐底面與側(cè)墻總長度相同,安裝時與臺車側(cè)面板壓緊,由臺車在行進(jìn)時自行磨合,但仍保留原設(shè)計雙道砂封結(jié)構(gòu)。實(shí)踐證明,密封效果良好。此面因長期和臺車側(cè)面板處于磨擦狀態(tài),所以容重也應(yīng)超過400kg/m3。1.2高溫退火額定功率:390kW功率分配及接線方式:爐底(臺車)120kWY右爐側(cè)90kWY中爐側(cè)90kWY左爐側(cè)90kWY處理溫度:低溫退火(680±15)℃高溫退火800～810℃正火900～920℃爐膛尺寸(長×寬×高):7000mm×1600mm×839mm1.3壓力和能耗測試儀表:DT862-2型三相四線有功電能表(爐子配備)熱電偶溫度指示儀(爐子配備)、半導(dǎo)體、點(diǎn)溫計、秒表、磅秤。被測工件的測量數(shù)據(jù):材質(zhì)GCr15鋼裝爐量12730kg材料平均比熱0.71kJ/(kg·℃)工件起始溫度20℃最高加熱溫度800℃工藝過程溫度曲線及耗電量見圖2(以爐膛中區(qū)溫度為準(zhǔn))。雙臺車爐年節(jié)電(可比單耗計)449856kW·h(詳細(xì)計算從略)。數(shù)據(jù)計算:(1)熱效率熱效率:(2)可比單耗拆合質(zhì)量:可比單耗:1.4重質(zhì)磚爐襯的節(jié)能效果兩臺爐子的熱效率和可比單耗對比見表1。從表中對比數(shù)據(jù)可以看出,其節(jié)能效果是顯著的,若與重質(zhì)磚爐襯相比,節(jié)能效果更為顯著。從使用壽命看,1994年投入運(yùn)行至今已7年,爐襯除東爐門口上方有一小部分被碰外(已修),整個爐膛完整如初,纖維爐襯強(qiáng)度如初,電阻帶吊掛件堅固整齊如初,從現(xiàn)有狀況看,該纖維爐襯使用壽命可在15年左右。2解決了運(yùn)行問題б-70及OKб-128馬弗爐為蘇式爐,是懸放在淬火油槽上面的電加熱爐,電爐6個面全部與空氣接觸,散熱面積大,加熱速度慢,電阻絲老化快,故障較多,爐溫均勻性差,曾有臺OKб-128因溫差超過60℃而長期放置。經(jīng)全纖維改造后,除以上問題全部解決外,節(jié)能效果和提高產(chǎn)量更為顯蓍,其測試結(jié)果和改造前對比如表2。б-70馬弗爐額定功率為70kW,按每月升溫一次計,全年空爐升溫可節(jié)電為:70×(7.33-2.67)×12=3914.4(kW·h);按每月26天開爐計,全年可節(jié)電(34.74-27)×12×26×24=57957.12(kW·h);全年共節(jié)電:3914.4+57957.12=61871.52(kW·h)。爐襯改造后,保溫性能好,爐溫均勻,不但提高了產(chǎn)量,減少了維修(爐溫均勻,電爐絲不易斷),還提高了產(chǎn)品質(zhì)量。更為重要的是提高了爐襯的使用壽命,第一批б-70爐襯,連續(xù)使用5年左右,爐襯中同一部位出了故障,將此故障排除后,該爐使用壽命可達(dá)10年以上,這在連續(xù)爐的全纖維爐襯壽命是很少有的。3爐襯工藝的改進(jìn)洛軸?3m的井式爐群有30余臺,每月均有爐蓋內(nèi)磚襯塌陷,需筑砌,即增加生產(chǎn)成本,又嚴(yán)重影響生產(chǎn),改用纖維內(nèi)襯后,情況大為改觀。對淬火用爐蓋,不但保溫性能好,重量輕,開啟方便,且使用壽命增加。1994年改的纖維內(nèi)襯蓋至今仍在使用中。對滲碳爐蓋纖維內(nèi)襯而言,難度就增大了。據(jù)了解,國內(nèi)的纖維爐襯直接用在保護(hù)氣氛中,還沒有成功的先例。因?yàn)闈B碳?xì)夥盏臐B碳集碳,到一定程度便使纖維凸起脫落。另外,滲碳可使纖維內(nèi)襯的金屬件變脆而折斷。針對這種情況,我們又研制出新的工藝和工裝,將?3m的拱球形內(nèi)襯壓制成沒有一點(diǎn)接縫的容重較大的整體型纖維內(nèi)襯。同時又進(jìn)行了特殊的表面處理,此工藝成功的阻擋了滲碳?xì)夥諏?nèi)襯的滲透,保證了爐襯的使用壽命。截止目前,第一臺已用了28個月,現(xiàn)仍在使用中,第二,第三臺又兩次在工藝中作了改進(jìn),相信其壽命會更長。用此工藝制作的纖維爐蓋,不論直徑多大,不論是平頂或是拱球頂,均可作成一塊密封的整體型,且因壓的緊,容重大,經(jīng)特殊的外表層處理,其抗氣流的沖刷能力強(qiáng),所以也特別適合氣流沖刷力強(qiáng)的火焰爐的纖維爐蓋。4大容重爐襯的施工工藝通過以上介紹,可以看出,與傳統(tǒng)的制作方法相比,用此先進(jìn)工藝制作的纖維爐襯,從節(jié)能效果和使用壽命上,均有突破性的進(jìn)展,可使工業(yè)窯爐的纖維爐襯改造更好的推廣和應(yīng)用。耐火纖維具備導(dǎo)熱系數(shù)小,容重小,耐急冷急熱特點(diǎn),是制作工業(yè)爐爐襯的理想材料。用耐火纖維制作爐襯,外國廣泛使用于60年代,國內(nèi)使用于70年代,其施工方法也基本上是由國外引進(jìn)的,這些方法大致分為四種:層鋪法、疊砌法、組件法、粘貼法。國內(nèi)纖維爐襯的使用,經(jīng)過二十多年的實(shí)踐,其顯著的節(jié)能效果已被人們肯定。但因其強(qiáng)度差,使用壽命短,因而影響了纖維爐襯的推廣。我們經(jīng)過長期摸索,總結(jié)出影響纖維爐襯使用壽命的因素有:1.容重小,強(qiáng)度差。2.結(jié)構(gòu)不合理。3.纖維爐襯存在大小不同的縫隙,這些縫隙有的產(chǎn)生于組件結(jié)合處,有的是由于纖維遇熱收縮的特征而產(chǎn)生的收縮縫。這些縫隙,不但產(chǎn)生熱短路,影響節(jié)能,還嚴(yán)重影響其使用壽命。所以必須克服以上所述的三個缺陷,研制出新的施工工藝。我們經(jīng)過十多年的反復(fù)實(shí)踐,已研制出新的施工工藝并成功的應(yīng)用在洛軸的40多臺纖維爐襯上,現(xiàn)將此工藝簡介如下:用液壓專用設(shè)備壓制的整體型纖維爐襯(國家發(fā)明專利),此工藝特點(diǎn)為:a.專用設(shè)備壓制,纖維爐襯容重大。實(shí)踐證明,可在350～400kg/m3較為合適(傳統(tǒng)工藝在200～250kg/m3),這樣不僅增加了爐襯強(qiáng)度,還增加了節(jié)能效果(1998年在給洛陽一拖改造爐襯時,與原貼50mm厚纖維爐襯比,節(jié)能28%);b.用機(jī)制生產(chǎn)替代傳統(tǒng)手工生產(chǎn),操作規(guī)范,結(jié)構(gòu)合理;c.不管爐體多大多長,通體為一塊整體型,沒有接縫。實(shí)踐證明,大容重的纖維爐襯,不僅增加了爐襯強(qiáng)度,還有效的解決了纖維遇熱收縮而產(chǎn)生收縮縫的現(xiàn)象,再加上整個纖維爐襯為一個整體型,沒有接縫,因而其使用壽命、節(jié)能效果都得到