煤粉爐爐體熱處理及爐體改造方案的選擇

煤粉爐爐體熱處理及爐體改造方案的選擇

1方案二:焦爐爐溫升+燒圓在我公司的工作區(qū)，以前的車爐有效尺寸為4.060m2.088m。燃料為動力煤炭，用于鑄造加工，最大加熱溫度為1850。該爐沒有鋼結構和護爐鋼板,僅是利用爐子角部的四根混凝土立柱來支撐爐體。側墻外側采用370mm的普通粘土磚護爐,內(nèi)側砌筑464mm的高鋁質(zhì)耐火粘土磚。爐頂為60°拱頂,厚度230mm,材質(zhì)為高鋁質(zhì)耐火粘土磚,拱頂兩側無拱腳梁。在兩側墻的下部各有一排排煙口,其下緣與臺車上表面平齊。燃燒室位于爐子端部,爐膛與燃燒室之間設有一道擋火墻。煤燃燒產(chǎn)生的高溫氣體上升至爐頂附近后,轉向進入爐膛,向下加熱工件后,從側墻下部排煙口排出爐外。由于該爐沒有絕熱保溫層,爐體蓄、散熱損失嚴重,爐子升溫緩慢。1998年,該車間開始用該爐烘烤鑄鋼型模,最高加熱溫度為900℃。從試生產(chǎn)情況來看,在爐溫達至850℃后,爐子繼續(xù)升溫時,升溫速度進一步減慢,嚴重地制約了爐子生產(chǎn)能力的發(fā)揮,同時,單耗大幅度升高。為了滿足生產(chǎn)工藝的需要,車間提出在該爐側墻上增加四個天然氣燒嘴。在該方案實施前提交設備管理部審查時,筆者經(jīng)過調(diào)查、分析后,認為該方案實施起來有多重困難:①車間天然氣供氣能力不足,需重新鋪設一條天然氣管道。②由于沒有拱腳梁的支撐,該爐爐頂已有一定程度的下沉,已不是標準的圓弧頂,如果直接在側墻上開孔,有可能導致爐頂垮塌。如拆除后重筑,則工期長、投資大。③由于爐墻太厚,又無鋼立柱和爐墻鋼板,燒嘴安裝、固定困難。④由于爐墻、爐頂均無保溫層,爐溫升高后,蓄熱、散熱損失將進一步加大。⑤熱負荷增大后,煙囪排煙能力不足。⑥改造投資大、工期長。針對上述問題,筆者提出了新的臺車熱處理爐改造方案。2耐火纖維的改造由于該爐是周期性生產(chǎn),經(jīng)常是開一次爐停幾天,而爐體又全部由重質(zhì)耐火材料砌筑而成,因而爐體蓄熱、散熱損失大,在生產(chǎn)中表現(xiàn)出升溫速度慢、能耗高。針對這一特點,改造方案應當從減少蓄熱、散熱損失,提高爐子熱利用率入手。根據(jù)上述原則,對爐膛結構進行了綜合分析,并經(jīng)過反復的熱工計算,決定采用在爐子的兩個側墻和爐頂?shù)膬?nèi)表面粘貼耐火纖維的改造方案。方案充分考慮了耐火纖維的使用溫度、抗氣流沖刷能力、高溫下的收縮及粘結的牢固度等方面的問題。具體方案如下:(1)耐火纖維材質(zhì)的選擇:最高爐溫在1000℃以下,故選用普通硅酸鋁質(zhì)耐火纖維。(2)纖維制品的種類:選用針刺毯。因為產(chǎn)品經(jīng)過針織處理,具有較強的抗氣流沖刷能力。(3)粘貼用的膠泥:選用專用高溫粘結劑,現(xiàn)場配制。(4)耐火纖維的預處理:經(jīng)過折疊、壓縮、捆扎、剪切后,制成具有一定的尺寸、容重的壓塊。壓縮的目的在于保持整個粘貼層的嚴密,在使用溫度下長期工作而不產(chǎn)生收縮縫隙。(5)耐火纖維粘貼厚度:即要考慮保溫、絕熱性能,又要考慮爐膛結構、尺寸的限制。最終確定為:左側墻:200mm;右側墻和爐頂為:110mm。(6)爐子結構的調(diào)整:粘貼壓塊后,爐頂高度降低,對燃燒室與爐膛之間的擋火墻高度進行相應的調(diào)整,以保證爐氣的順行。3該計劃的實施(1)針刺毯的制作委托耐火纖維生產(chǎn)廠按設計的要求,選用容重為130kg/m3的普通硅酸鋁質(zhì)耐火纖維針刺毯,經(jīng)過反復折疊、壓縮、捆扎、剪切后,制成具有一定尺寸的、容重為200kg/m3的針刺毯壓塊。(2)清理規(guī)范爐墻、爐頂?shù)膬?nèi)表面粘掛了一層厚厚的灰塵,主要是軟化溫度較低的粉煤灰,必須清理干凈,否則將影響壓塊的粘貼牢固程度。由于爐子運行溫度較低,清掃工作非常容易進行。用刷子或掃帚將內(nèi)墻表面上粘掛的粉塵清掃干凈即可。(3)用粘合劑膏制作施工前,將耐火粘土粉按一定的比例加入到專用高溫粘結劑中,攪拌均勻后即可使用。注意一次不要配制太多,用多少配多少。(4)膠泥的壓緊和針刺毯的安裝粘貼施工自下而上一層一層地進行,最后粘貼爐頂。粘貼前,先將墻面刷一層膠泥,再在壓塊的粘貼面抹上一層膠泥,然后將其粘貼于墻面上,用木板壓緊,數(shù)秒鐘后取下木板(粘貼爐頂時,用木板壓緊壓塊的時間適當延長),再粘下一個壓塊。施工時必須將壓塊間的縫隙擠緊。注意:任意兩個相鄰壓塊的針刺毯折疊方向必須互相垂直。這樣,當爐子升溫時捆扎壓塊的塑料繩燃燒后,被壓緊的折疊塊自然回彈,將壓塊之間的所有的縫隙壓緊。(5)纖維表層壓壓法在擋火墻上方的爐頂處,爐氣溫度較高、流動速度相對較快,為了防止纖維表層粉化或長期被氣流沖刷而減薄,采取了防粉化、抗沖刷措施。即在壓塊粘貼完成后,在其表面抹一層膠泥,厚度約1～2mm。(6)耐火纖維壓塊的使用施工于1999年2月進行,共粘貼墻面約14m2,使用耐火纖維壓塊近2m3。從清理爐墻內(nèi)表面的粉塵開始至壓塊全部粘貼完畢,耗時約16h。材料費與施工費合計近6000元。4使用情況施工結束后沒有烘爐(不需要),即直接投入生產(chǎn)。(1)完全滿足爐溫對爐溫的要求投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn),該爐升溫迅速,加熱時間明顯縮短,而在保溫期間,燃煤消耗量大幅度降低。爐溫可順利升至900℃,完全滿足了鑄鋼型模烘烤工藝對爐溫的要求。這說明該爐在爐膛粘貼普通硅酸鋁質(zhì)耐火纖維針刺毯壓塊后,大幅度地減少了爐體的蓄熱、散熱損失。據(jù)車間統(tǒng)計,改造后與改造前相比,平均節(jié)煤在20%以上。(2)高鋁質(zhì)耐藥粘土磚的安裝實踐表明,膠泥具有較高的常溫粘接強度和良好的高溫粘結性能。施工時曾做一試樣,即將一耐火纖維針刺毯壓塊,采用與爐內(nèi)施工相同的方法,粘貼在一塊高鋁質(zhì)耐火粘土磚的230mm×114mm的表面上,數(shù)小時后,膠泥自然干燥、硬化,用手提起壓塊,壓塊完全可以將耐火磚提起,粘貼處無任何變化。一天后,用腳踩住耐火磚的兩端,用雙手抓住壓塊用力向上拉,粘貼處也無任何變化。該爐從1999年2月投產(chǎn)后,一直使用至2002年7月,在長達三年多的使用過程中,壓塊無一脫落,這說明該種膠泥的性能是可靠的、粘貼技術是可行的。(3)水纖維爐襯厚度無變化、內(nèi)表面無裂縫在使用期間,與爐氣接觸的耐火纖維表面無明顯的纖維粉化現(xiàn)象,耐火纖維爐襯的厚度也無變化、內(nèi)表面無明顯裂縫,表明普通硅酸鋁質(zhì)耐火纖維針刺毯壓塊完全可以在900℃的溫度下,長期、穩(wěn)定地使用。在擋火墻上方爐頂處的少數(shù)壓塊,僅厚度稍有不同程度的減薄,5主要經(jīng)驗為(1)普通硅酸鋁質(zhì)耐火纖維針刺毯經(jīng)折疊、壓縮后,制成的壓塊,用于900℃以下的燃煤熱處理爐是可行的。(2)采用粘貼的方法固定壓塊,簡單、快捷。如處理得當,可保證施工質(zhì)量和使用壽命,做到長期不脫落、無開裂。(3)該方