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常见问题

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耐火纤维节能应用

一、 钢铁冶金行业

1耐火纤维制品最开始应用在钢铁行业工业炉窑的绝热层,后逐渐发展应用在热处理炉的工作衬。由机械部二院(杭州院)设计的上海锅炉厂大型退火炉,首次在我国采用全耐火纤维复合炉衬,获得了国家科技进步奖。耐火纤维炉衬目前在钢铁冶金行业无处不在。

A、钢包烘烤盖及永久层

a、钢包烘烤盖

钢包烘烤盖是一套烘烤装置,带有移动神将和燃烧系统。钢水出炉前钢包要烘烤到1000℃,钢包烘烤器有时是间断式的连续工作,所以烘烤盖要采用蓄热量低,升温速度快的耐火纤维结构,由于火燃温度较高,所以要选用含锆耐火纤维组块。含锆耐火纤维组块安装方式如图下所示。

钢包烘烤盖采用含锆耐火纤维组块,具有烘烤时间短、适应急冷急热性能强、烘烤温度均匀和节省煤气等特点。尤其是使用寿命比原来的重质耐火浇注料整体浇注长了一倍以上。钢包烘烤时间缩短了将近一半时间,有效地提高了钢包壁烘烤质量。

b、永久层隔热

钢包永久层隔热多少年来也是一个攻关的难题,工作层后面是永久层,从采用黏土砖到高铝砖,再到目前采用的低水泥或高铝质浇注料,起导热率高,钢包外壁温度居高不下。下面针对钢包永久衬进行了材料检测和工业性试验。钢包永久层绝热材料特性对比试验(鞍钢技术中心)如下:

目前,鞍钢钢包已经实现了全程盖保温和在线烘烤,钢水在钢包内的散热方式主要是通过罐壁传热。根据传热理论,整个罐壁的综合传热效果取决于其绝热层材料的热导率,合理选用热导率较小的绝热层材料可在不增加甚至减小包壁厚度的情况下,大幅度提高钢包的保温效果。

目前,已有的技术是钢包包壁的绝热层采用耐火纤维浇注料和绝热板材料,但是到目前为止,不论是国内还是国外研制生产的耐火纤维浇注料,其工艺过程基本上是:将耐火纤维棉破碎后直接掺入各种不定形耐火散料中。根据耐火度的不同,来选用不同种类的基质料和结合剂,将破碎后的耐火纤维加在这些散装料中。经搅拌、加水(加水量达到了40%90%,其收缩大)和浇注成型后,破碎的耐火纤维分散度不好,大多都以云片状或团絮状大小不均匀的形式存在。虽然耐火纤维浇注料轻型隔热,但是浇注料的强度很低,收缩很大,并且也没真正发挥耐火纤维隔热的全部特性。也就是说,耐火纤维在与耐火散装料混合后纤维的多孔性大多被破坏,多处被耐火泥浆灌满。一种材料在制品中分布所呈现的形体,直接影响到这个产品的整体强度和最佳隔热效果。

攀枝花和包头钢铁公司为降低钢包外壁温度,在永久衬和包壳间砌筑一层约30mm厚的耐火纤维硬质绝热板(耐压强度1.45MPa),虽然隔热效果不错,由于绝热板出现露点和蒸汽腐蚀(每次更换工作层烘包时产生的蒸汽)强度降低。使用寿命不理想,直接影响了永久层强度,高强隔热板厚度最好要小于15mm

一种新开发研制出来的新型钢包绝热层耐火纤维浇注料——粒状耐火纤维浇注料,将耐火纤维棉制成高强度的球柱状纤维颗粒,然后再用这种纤维颗粒置换耐火浇注料中的骨料而制成的粒状耐火纤维浇注料,应用到钢包包壁的绝热层中,可以大幅度提高钢包的保温效果。它集重质耐火浇注料和轻质隔热浇注料的优点于一体,既具备强度高、耐高温的性能,又具备低体积密度、低导热率的隔热性能。

耐火纤维浇注料制品中的纤维形状,决定了这种浇注料成型后的强度和最佳绝热效果。由于工作层材料选择受许多因素的限制,如果材料选择有问题将引起钢包衬破裂导致漏钢漏铁的严重后果,所以绝热层材料的性能参数选择是至关重要的环节,为保证炼钢厂钢包使用粒状纤维料作为钢包衬绝热材料的使用安全性,同时分析使用粒状纤维料的绝热效果,分别在炼钢厂取目前在用的钢包衬绝热材料以及粒状纤维料,对它们的常温和高温抗压温度、抗折强度,体积密度、气孔率、重烧线变化率、化学组成以及工作温度、热导率等理化指标进行检验分析。

关键词:耐火纤维节能应用
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