超輕質(zhì)高溫耐磨防火材料的應(yīng)用與節(jié)能分析

超輕質(zhì)高溫耐磨防火材料的應(yīng)用與節(jié)能分析

其主要材料為多晶莫來(lái)石纖維，具有超輕、輕、小、熱容量低、熱敏性好等特點(diǎn)。從廣義上講,屬于不定型耐火隔熱材料,它包括高溫耐火纖維及其復(fù)合制品兩類。屬“九·五”期間國(guó)家重點(diǎn)推廣的新型環(huán)保節(jié)能材料。1抗側(cè)力、易加工和應(yīng)用前景廣闊超輕質(zhì)高溫耐火材料具有良好的耐急冷急熱性能,低的比熱和低的線膨脹性能,容重在100~600kg/m3(纖維可達(dá)到80kg/m3),具有一定的抗震性能,產(chǎn)品耐沖刷、易加工,具有施工靈活、工期短的特點(diǎn),可根據(jù)不同行業(yè)的需要加工成各種不定型的棉、磚、板、氈、毯、標(biāo)異制品,產(chǎn)品適用于1600℃以下的冶金、化工、機(jī)械、電子、玻璃建材、軍工、科研與航天航空等領(lǐng)域的窯爐內(nèi)襯絕熱與密封,并可替代國(guó)外高檔進(jìn)口耐火材料和構(gòu)筑全纖維窯爐,應(yīng)用范圍十分廣闊,具有較好的市場(chǎng)發(fā)展前景。2超有機(jī)質(zhì)高溫材料根據(jù)窯爐溫度高低和工作環(huán)境的不同要求,選擇不同種類和厚度的超輕質(zhì)高溫耐火材料作為內(nèi)襯,不僅可以大大減少窯爐爐壁的厚度,而且還可大大減輕窯爐的重量,加快窯爐升溫速度。如浙江歐詩(shī)漫集團(tuán)德清晶體纖維廠采用超輕質(zhì)高溫耐火材料,匹配先進(jìn)的控制儀器,研制成使用溫度在1300~1500℃的新型SX系列電阻爐,經(jīng)浙江省能源利用監(jiān)測(cè)中心監(jiān)測(cè),屬間歇式電阻爐最高級(jí)別C級(jí)爐,空爐升溫至1500℃,升溫時(shí)間≤20min,比傳統(tǒng)的電爐升溫時(shí)間快了18倍之多。因此,超輕質(zhì)高溫耐火材料現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于陶瓷行業(yè)的梭式窯、隧道窯、輥道窯、機(jī)械行業(yè)的鐘罩窯,以及其它熱工設(shè)備上作窯爐內(nèi)襯。像鋼材品種規(guī)格頻繁變化的軋鋼廠連續(xù)式加熱爐上應(yīng)用超輕質(zhì)高溫耐火材料作內(nèi)襯,其綜合節(jié)能可達(dá)5~6%;用于間歇式電加熱爐上作內(nèi)襯,其節(jié)能更為顯著,節(jié)能率可高達(dá)30%左右,已經(jīng)冶金部科學(xué)技術(shù)成果鑒定[編號(hào)(90)冶科成鑒字417號(hào)]。浙江華瑩電子有限公司1999年3月將8臺(tái)原采用剛玉與泡沫磚結(jié)構(gòu)的箱式電阻爐,改造成采用超輕質(zhì)高溫耐火材料結(jié)構(gòu),每月單臺(tái)耗電從1000kWh左右下降至600kWh,節(jié)約用電約為40%;爐體頂端表面溫度從80℃以上降低至56℃以下。又如鞍鋼有一臺(tái)82m2臺(tái)車式熱處理爐是一座比較特殊的熱處理爐,在1987年大修時(shí)就進(jìn)行了高層次的技術(shù)改造,整個(gè)爐頂全部采用了超輕質(zhì)高溫耐火材料,從而使?fàn)t體結(jié)構(gòu)輕型化;爐頂重量12t,跟原爐頂(磷酸鹽耐熱混凝土預(yù)制塊)112t相比重量減少了十分之九,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,絕熱效果非常好。該爐僅用鋼材20t,跟原爐鋼材用量37t相比減少了45%,處理同樣的工件,新舊爐燃耗相比節(jié)能38%。成都無(wú)縫鋼管有限責(zé)任公司也通過(guò)應(yīng)用實(shí)踐,驗(yàn)證了采用超輕質(zhì)高溫耐火材料做窯爐內(nèi)襯,不僅可節(jié)約天然氣帶來(lái)異常顯著的節(jié)能效果,而且還可延長(zhǎng)爐襯壽命,減少維修周期,降低維護(hù)費(fèi)用,因此積極將歐詩(shī)漫超輕質(zhì)高溫耐火材料粘貼在加熱爐內(nèi)膛的項(xiàng)目申報(bào)節(jié)能環(huán)保重點(diǎn)示范項(xiàng)目。3高溫高溫退火超輕質(zhì)高溫耐火材料不僅可以作為窯爐內(nèi)襯(或整體爐膽)應(yīng)用于工業(yè)窯爐,而且還可作為高溫窯爐的填充密封與隔熱材料,廣泛應(yīng)用于窯爐加熱元件的爐壁間隙與金屬部件的間隙處,輥道窯兩端頭轉(zhuǎn)動(dòng)部分的孔洞處,吊頂式窯爐的接縫處,窯車及接頭處以及窯爐爐門、爐蓋的填充或密封特別是超輕質(zhì)高溫耐火材料本身所具有的彈性和填充性,在1600℃以下的高溫窯爐上作膨脹縫可緩解磚壁膨脹熱應(yīng)力,減少散熱損失。像商丘振華玻璃廠浮法玻璃生產(chǎn)線以及廣東江門益勝浮法玻璃廠熔窯應(yīng)用超輕質(zhì)高溫耐火材料作保溫絕熱貼面和窯爐膨脹縫填充,在1500℃以上的情況下使用良好,有效地解決了高溫狀態(tài)下的高溫窯爐膨脹縫填充難題,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)1300~1600℃高溫窯爐膨脹收縮填充材料的空白。武鋼公司下屬煉鋼廠的連鑄鋼包旋轉(zhuǎn)塔原設(shè)計(jì)的保溫蓋是采用澆注料,由于澆注料容重大,在使用中易發(fā)生脫落危及安全。鑒于此,在1996年底采用歐詩(shī)漫超輕質(zhì)高溫耐火材料做保溫蓋,經(jīng)過(guò)3a多來(lái)的實(shí)際使用,效果良好,能有效降低鋼水熱損失,提高保溫蓋使用壽命和安全性。歐詩(shī)漫輕質(zhì)耐材在今年4月又被推薦為2000年節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品。4國(guó)內(nèi)超有機(jī)質(zhì)高溫材料的應(yīng)用取得了顯著成就超輕質(zhì)高溫耐火材料是一種新型的環(huán)保節(jié)能型材料,其研制與應(yīng)用是國(guó)家計(jì)委、冶金部“六·五”、“七·五”期間的國(guó)家重點(diǎn)科研攻關(guān)項(xiàng)目,并已列入“九·五”期間的國(guó)家級(jí)重點(diǎn)科技成果推廣項(xiàng)目。80年代,國(guó)際上僅有英國(guó)、日本等幾個(gè)少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家在部分軋鋼加熱爐上應(yīng)用高溫纖維內(nèi)襯取得成功,東歐各國(guó)地處在產(chǎn)品研制和鍛造爐上應(yīng)用技術(shù)攻關(guān)階段。與此同時(shí)浙江歐詩(shī)漫集團(tuán)德清晶體纖維廠于1983年率先在國(guó)內(nèi)進(jìn)行了超輕質(zhì)高溫耐火材料的研制,1986年9月通過(guò)了中試生產(chǎn)技術(shù)鑒定,1987年被國(guó)家經(jīng)委中標(biāo),1989年產(chǎn)品被確認(rèn)為國(guó)家級(jí)新產(chǎn)品,1990年產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)通過(guò)了冶金工業(yè)部組織的技術(shù)鑒定,開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)超輕質(zhì)高溫耐火纖維在大型工業(yè)爐窯上應(yīng)用成功的先例,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。1991年應(yīng)用技術(shù)研究又獲冶金部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng),產(chǎn)品曾多次被國(guó)家有關(guān)部門列入節(jié)能產(chǎn)品重點(diǎn)推廣項(xiàng)目和“全國(guó)優(yōu)秀節(jié)能產(chǎn)品”,企業(yè)被國(guó)家科委確認(rèn)為《國(guó)家級(jí)科技成果重點(diǎn)推廣計(jì)劃》項(xiàng)目的技術(shù)依托單位。我國(guó)的超輕質(zhì)高溫耐火材料技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用得到了原國(guó)家經(jīng)委科技局、能源局、國(guó)家計(jì)委資源節(jié)約司、國(guó)務(wù)院經(jīng)貿(mào)辦節(jié)能司、原冶金部軍工辦、科技司等大力支持,正是這種支持,才使超輕質(zhì)高溫耐火材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用技術(shù)得到了迅速發(fā)展,推動(dòng)了國(guó)內(nèi)工業(yè)窯爐爐體耐火材料的發(fā)展,使窯爐結(jié)構(gòu)向輕質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)展前進(jìn)了一大步,同時(shí),可以不必進(jìn)口國(guó)外同類產(chǎn)品,為國(guó)家節(jié)約大量外匯。如上海澳聯(lián)玻璃有限公司(原上海申興玻璃廠)1994年從美國(guó)Thermalceramics公司引進(jìn)同類產(chǎn)品用于玻璃熔窯外墻保溫,花費(fèi)了9.53萬(wàn)美元(折合人民幣81.29萬(wàn)元)。1996年12月歐詩(shī)漫超輕質(zhì)高溫耐火材料替代國(guó)外進(jìn)口耐火材料應(yīng)用項(xiàng)目通過(guò)了冶金工業(yè)部組織的應(yīng)用技術(shù)鑒定(冶科成鑒字第136號(hào)),鑒定意見(jiàn)認(rèn)為:該產(chǎn)品蓄熱量低、抗震性好、重量輕、抗沖刷、消音隔熱效果好,各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到LOI公司引進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求,為我國(guó)增添了耐火纖維復(fù)合制品新產(chǎn)品,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白,已成功取代進(jìn)口產(chǎn)品,并取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能效果,建議加快在全國(guó)的推廣應(yīng)用。為此,本鋼、武鋼等企業(yè)也相繼進(jìn)行了全氫罩式爐的改造,采用歐詩(shī)漫超輕質(zhì)高溫耐火材料替代國(guó)外進(jìn)口耐火材料作爐襯,取得了較好的使用效果。目前,我國(guó)一大批80年代引進(jìn)的真空熱處理設(shè)備、熱處理生產(chǎn)線、多用爐及其生產(chǎn)線、感應(yīng)加熱及淬火裝置等都已到了設(shè)備改造與材料替換更新期,國(guó)產(chǎn)歐詩(shī)漫超輕質(zhì)高溫耐火材料由于性能穩(wěn)定,價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)外同類產(chǎn)品,已完全可以成功替代進(jìn)口,并實(shí)現(xiàn)了高檔耐火材料的國(guó)產(chǎn)化。像電子部四十三所、九所等已相繼采用歐詩(shī)漫超輕質(zhì)高溫耐火材料,替代國(guó)外進(jìn)口耐火材料,取得了較好的使用效果。5全纖維梭式窯超輕質(zhì)高溫耐火材料的導(dǎo)熱率很小,纖維制品只有傳統(tǒng)耐火磚的1/6;容重僅為1/25;蓄熱量?jī)H為磚砌爐襯蓄熱量的1/10~1/30。因此,整窯的窯壁和內(nèi)襯均采用超輕質(zhì)高溫耐火材料,可加快燒成速度,提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。像山東威海市瓷廠是一家以生產(chǎn)高檔賓館配套用瓷為主導(dǎo)產(chǎn)品的國(guó)有中型企業(yè),為擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,于1999年2月份又新建了一座5m3全纖維梭式窯。該窯爐體全部采用歐詩(shī)漫超輕質(zhì)高溫耐火材料以及配套的高檔粘結(jié)劑,通過(guò)鑲貼法安裝而成,方法簡(jiǎn)便可靠,纖維粘貼牢固,安裝后表面平整美觀,全纖維爐體材料的耐溫性能,低導(dǎo)熱性能,低蓄熱性能及使用壽命均比原用材料優(yōu)越,其原因不僅是減少了散熱損失,更主要的是由于強(qiáng)化了爐氣對(duì)爐壁的對(duì)流傳熱,使?fàn)t壁能得到更多的熱量,并通過(guò)黑度系數(shù)高的特性輻射傳給物料,從