耐火材料行業(yè)動(dòng)態(tài)

加熱爐耐火材料解決方案

日期： 2022-05-30 作者： 超級(jí)管理員 熱度：1044 ℃

概述

加熱爐的主要功能是將坯料（小方坯、大方坯、板坯、鋼錠）加熱到1000-1250℃（軋制溫度），直到具有足夠的塑性，以便通過(guò)熱軋機(jī)將其軋制到所需的截面、尺寸或形狀。材料化學(xué)成分和等級(jí)不同，所需的軋制溫度也有所變化。根據(jù)原材料的冶金性能和生產(chǎn)率，加熱爐的升溫速度也必須滿足特定的要求和目標(biāo)，在加熱爐處理過(guò)程中，材料流連續(xù)運(yùn)行通過(guò)加熱爐，從而將原材料加熱到一定溫度。

加熱爐分為連續(xù)式加熱爐、推鋼式加熱爐、蓄熱式加熱爐和輥底式加熱爐等。根據(jù)加熱能力、材料等級(jí)和材料形狀的不同情況，選定合適的加熱爐爐型。金屬熱處理所用的加熱爐也稱為熱處理爐。對(duì)鋼錠進(jìn)行初軋前的加熱爐或使鋼錠內(nèi)部溫度均勻化的加熱爐叫做均熱爐。

加熱爐主要由耐火材料（致密絕緣材料）保溫的蓄熱室、支撐和運(yùn)輸加熱件的爐膛、爐體以及熱回收系統(tǒng)等組成。加熱爐以石油、天然氣、電力和煤為主要燃料作為熱源。采用自動(dòng)方式控制爐溫和爐壓，當(dāng)然也可以采用手動(dòng)方式進(jìn)行控制。

耐火材料在控制能源消耗和提高加熱爐效率方面起著重要的作用。耐火材料爐襯的使用壽命和加熱爐生產(chǎn)效率在很大程度上取決于耐火材料的正確選型、耐火材料設(shè)計(jì)結(jié)果以及精準(zhǔn)的砌筑方式。

加熱爐耐火材料爐襯的作用是防止?fàn)t體熱損失，保證加熱爐爐體外表面溫度較低，以滿足加熱爐爐體周圍的安全工作條件，從而有助于達(dá)到單位燃料消耗量目標(biāo)。耐火材料的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)還充分考慮了最大限度地減少邊墻、爐頂和爐底的熱損失問(wèn)題。

加熱爐耐火材料解決方案

2.1先進(jìn)的耐火材料解決方案優(yōu)點(diǎn)

?實(shí)用可靠的加熱技術(shù)，如步進(jìn)底式加熱爐、步進(jìn)梁式加熱爐和推鋼式加熱爐，對(duì)于各種類型的熱處理爐，工作溫度均可達(dá)1500℃；

?節(jié)能效果顯著：憑借豐富的專業(yè)技術(shù)和耐火材料產(chǎn)品的最佳選型，可以使耐火材料爐襯壽命更長(zhǎng)，絕緣性能更好；

?工藝簡(jiǎn)單、停爐期短，通過(guò)快速砌筑技術(shù)，縮短換襯時(shí)間，最大限度地提供生產(chǎn)效率；

?通過(guò)再加熱項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)向用戶提供優(yōu)質(zhì)技術(shù)服務(wù)，包括各種總包項(xiàng)目以及維護(hù)/改進(jìn)項(xiàng)目。

一般來(lái)說(shuō)，加熱爐的耐火材料解決方案包括為新項(xiàng)目和升級(jí)改造項(xiàng)目提供整套方案。具體而言，有加熱爐爐鼻子、加熱爐進(jìn)料出料端矮墻、耐火磚塊爐頂、燒嘴消音器耐火磚（見(jiàn)圖1）、滑塊支柱耐火磚、進(jìn)料出料爐墻異型磚、推鋼式加熱爐等方面的耐火材料解決方案。同時(shí)還包括噴射混凝土耐火材料技術(shù)的解決方案，以及簡(jiǎn)單快捷的耐火材料砌筑工藝，從而大大縮短加熱爐換襯改造的停爐時(shí)間。

圖1 燃燒器耐火磚

2.2加熱爐整體耐火材料解決方案

在當(dāng)今世界，砌筑加熱爐的耐火材料越來(lái)越多地使用整體結(jié)構(gòu)的耐火材料，取代過(guò)去的耐火磚形式。從耐火磚改進(jìn)成整體耐火材料結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)勢(shì)就是減少加熱爐的停機(jī)時(shí)間，同時(shí)提高加熱爐生產(chǎn)效率。整體爐襯也能最大限度地降低耐火材料換襯的中間停機(jī)時(shí)間和維護(hù)成本，也能改善檢修維護(hù)時(shí)頻繁冷卻和加熱而產(chǎn)生的熱應(yīng)力。如果采用耐火磚，耐火磚結(jié)構(gòu)的接縫數(shù)量很多，熱煤氣很容易通過(guò)耐火材料磚襯傳熱，從而導(dǎo)致爐殼溫度升高，而整體耐火材料爐襯結(jié)構(gòu)的接縫數(shù)量很少，對(duì)爐殼溫度影響不大。耐火磚和整體耐火材料兩種方案的對(duì)比見(jiàn)表1和圖2。

圖2 耐火磚和整體耐火材料兩種方案的對(duì)比

2.3成功案例

成功案例1：燃燒器磚襯更換為整體耐火材料結(jié)構(gòu)。

通常，加熱爐燃燒器耐火材料襯脫落現(xiàn)象比較嚴(yán)重，每年要對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)換襯。項(xiàng)目承接公司詳細(xì)研究了燃燒器磚襯設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行了設(shè)計(jì)改造，此次改造使用的是ACCMON 70 Li澆注料，為整體耐火材料結(jié)構(gòu)的解決方案，改造之后耐火材料的使用壽命提高了五年，而且用戶在修補(bǔ)燃燒器耐火材料襯時(shí)，無(wú)需中間停機(jī)，從而解決了困擾多年的問(wèn)題，見(jiàn)圖3。

圖3 爐鼻子和燃燒器磚襯升級(jí)為整體爐襯之前的狀況（左）以及升級(jí)改造后運(yùn)行五年后的狀況（右）

隨后，采用同樣的工藝方法對(duì)其他六座加熱爐進(jìn)行了改造升級(jí)，所有加熱爐均順利穩(wěn)定運(yùn)行，沒(méi)有任何問(wèn)題。

成功案例2：加熱爐側(cè)墻采用單組分塑性耐火材料襯。

眾所周知，與整體爐襯相比，加熱爐側(cè)墻和爐頂?shù)拇u襯使用壽命往往比較差，需要對(duì)整個(gè)爐墻磚襯進(jìn)行整體改造。但主要問(wèn)題還是停爐時(shí)間，因此提議整個(gè)加熱爐側(cè)墻耐火材料采用單組分塑性耐火材料的解決方案，并計(jì)劃在20天內(nèi)（從停爐到工藝燃燒器點(diǎn)火投入運(yùn)行）完成整個(gè)項(xiàng)目。工作內(nèi)容包括拆除、清理爐底中所有的舊耐火材料以及爐側(cè)墻上砌筑整體耐火材料爐襯。項(xiàng)目承接公司使用不同的襯砌方式進(jìn)行了廣泛研究開發(fā)，包括降低爐殼溫度，以及快速砌筑技術(shù)。確定設(shè)計(jì)思路之后，對(duì)耐火材料的砌筑工作進(jìn)行了具體安排和細(xì)致規(guī)劃，采用大量機(jī)械設(shè)備拆除和清理加熱爐舊耐火材料/爐渣，包括耐火材料干燥和烘干期在內(nèi)的整個(gè)耐火材料砌筑改造項(xiàng)目，比大修改造約定的時(shí)間提前了兩天完成，改造大修涉及耐火材料總重達(dá)350噸。這次加熱爐換襯改造工程于2013年11月開始實(shí)施，時(shí)至今日仍在運(yùn)行使用，沒(méi)用中斷。

成功案例3：采用噴射混凝土材料對(duì)轉(zhuǎn)底爐側(cè)墻和爐底進(jìn)行整體換襯。

某用戶的轉(zhuǎn)底爐爐底遇到了一個(gè)比較大的問(wèn)題，爐底是采用耐火磚砌筑，耐火磚時(shí)不時(shí)從加熱爐爐墻彈出，側(cè)墻和爐底均出現(xiàn)耐火材料熱剝落現(xiàn)象，爐底磚在工作過(guò)程中易于產(chǎn)生位移，堵塞了爐底正常作業(yè)運(yùn)行。為了改善耐火材料的使用壽命，確保加熱爐無(wú)故障操作運(yùn)行，項(xiàng)目承接公司對(duì)加熱爐進(jìn)行了認(rèn)真考察研究，設(shè)計(jì)了一套采用噴射方式砌筑耐火材料的獨(dú)特且快捷的解決方案，其中包括拆除舊耐火材料，在加熱爐內(nèi)外側(cè)墻以及整個(gè)爐底砌筑耐火材料，并進(jìn)行耐火材料烘干和干燥處理。整個(gè)工程耗時(shí)18天（停爐到爐溫達(dá)1250℃），耐火材料處理總量高達(dá)500噸。

項(xiàng)目承接公司制定了合理詳細(xì)的工作計(jì)劃，并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成了耐火材料砌筑和混凝土材料噴射工作。之后該座加熱爐連續(xù)運(yùn)行18個(gè)月后，對(duì)其爐況進(jìn)行了檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)耐火爐襯完好無(wú)損，爐底也沒(méi)有腐蝕現(xiàn)象，見(jiàn)圖4。因此，正確的材料選型、良好的砌筑方式以及詳細(xì)的執(zhí)行計(jì)劃，是凱得力工作取得這項(xiàng)成功案例的關(guān)鍵所在。