纳米微孔隔热材料在钢包上的应用

1、 背 景 隔热材料是钢铁设备的重要组成，对设备能耗具有较大影响。目前钢铁行业使用的隔热材料主要有隔热砖、陶瓷纤维、硅酸钙板等产品，这类材料在低温时隔热效果尚可接受，但随着使用温度升高，导热系数也会急剧升高，隔热性能迅速下降。钢铁工业设备的运行温度通常较高，使用环境恶劣。传统隔热材料不能胜任，隔热效果不明显。在当今节能减排要求日益提高的背景下，纳米微孔隔热材料逐渐引起关注并得到应用。纳米微孔隔热材料介绍 纳米微孔隔热材料是一种基于微孔隔热原理研制而成的新型材料，主要成分为直径7至12nm的超细二氧化硅粉末，混合热辐射遮蔽材料、高温抗收缩材料及无机纤维增强材料等经特殊工艺压制而成。 纳米微孔隔热材

2、料表面有玻璃纤维布包覆，常用形态有平板型、卷帘型、砌块型、柔毯型等。平板型可用于平面炉壁或弧度不太大的炉壁，卷帘型主要用于 管道系统。 产品名称1050型纳米微孔隔热毡1100型纳米微孔隔热毡产品代码NIF-1050NIF-1100熔点12001200最高使用温度10501100密度（10%）400kg/m3400kg/m3比热 4000.8 KJ/kgK0.8 KJ/kgK抗压强度（压缩10%）0.6MPa0.6MPa线收缩率 9501.30%1.30%导热系数（W/mK） 500.0220.0221000.0230.0252000.0240.0263000.0260.0284000.029

3、0.0318000.0430.047纳米微孔隔热材料的性能 纳米微孔隔热材料的隔热效果是传统隔热材料的4倍。纳米微孔隔热材料的隔热性能 使用温度： NIF-1050型和NIF-1100型的最高使用温度为1050和1100，在设计隔热层厚度时应避免过厚，纳米隔热材料的热面温度高于最高使用温度，会造成材料过载而失效。 导热系数： 由于材料内部形成的微孔直径小于空气分子的平均自由行程，分子间的碰撞传热受到抑制，再加上热辐射遮蔽成分的作用，使该材料在高温下可达到比静止空气还低的导热系数。纳米微孔隔热材料的隔热效果是传统隔热材料的4倍。 纳米微孔隔热材料的性能纳米微孔隔热毡在钢包上的应用应用方法： 用纳

4、米微孔隔热毡替代传统隔热砖或陶瓷纤维板，在钢包壁上贴一层纳米微孔隔热毡，然后依次砌筑永久层和工作层。纳米微孔隔热毡在钢包上的应用安装方法： 用纳米微孔隔热毡替代传统隔热砖或陶瓷纤维板，在钢包壁上贴一层纳米微孔隔热毡，然后依次砌筑永久层和工作层。纳米微孔隔热毡使用效果1、减少钢包外壳热损失；2、降低钢包外壳温度，增加钢包使用寿命和安全性；3、替代过厚传统隔热转，增加钢包容积；4、降低耐火砖层冷热面温差，延长耐火砖使用寿命；5、减少钢包烘烤所需热量；6、能适当降低转炉出钢温度。耐火层结构（由外耐火层结构（由外向内）向内）厚度厚度mmmm使用效果使用效果纳米微孔隔热毡5钢水热损失降至0.3/min钢

5、包外壁温度从370降至240莫来石轻质砖38铝镁浇注料25镁碳砖114耐火层结构（由耐火层结构（由外向内）外向内）厚度厚度mmmm使用效果使用效果纳米微孔隔热毡7钢包外壁温度80-100，酸化附着物明显减少，钢包容量增加，钢包外围设备使用寿命延长。莫来石轻质砖63铝镁浇注料25镁碳砖150纳米微孔隔热毡应用案例案例1案例2纳米微孔隔热毡应用经济分析 把钢包看作一个圆柱体，以210t钢包为例，钢包平均直径：3.761m，高度4.46m，散热面积为52.67m2。 假定钢包在贴隔热毡前后外壁温度为310和220，可算出钢包散热损失热功前后对比： 前=2.47*106W 后=1.55*106W 前-

6、后=0.92*106W 根据统计，钢包的平均周转时间为100分钟，1600钢水的比热c=0.837kJ/kg， 可以求出减少钢水的温降： t=0.92*106*6000/0.837*103*210*103=31.4纳米微孔隔热毡应用经济分析 钢包节约散热：功率 前-后=0.92*106W 一个钢包运行周期0.92*1000*1.6=14720Kwh，吨钢节约70kwh，按0.6元/kwh计算，计算得出可节约4.2元/t； 纳米微孔隔热毡的应用成本： 钢包表面贴两层隔热毡，每层面积52.67m2，共115.3m2. 按830元/m2计算，成本增加：115.3*830=95699元 按10个包役1

7、000个包龄计算，合计炼钢210t*1000=21万吨， 平均吨钢增加成本 95699/210000=0.46元/t； 结论：吨钢节约结论：吨钢节约4.2-0.46=3.744.2-0.46=3.74元元/t/t 纳米微孔隔热毡应用经济分析1 减少钢包热损失，降低炼钢成本。2 因为隔热效果明显，可以减少烘烤所用煤气费用。3 精炼炉减少加热电极的消耗，降低炼钢成本。4 可以降低转炉出钢温度，节约能源消耗。5 降低钢包外表面温度，减少钢包热疲劳，提高钢包使用寿命。6 降低钢包耐火材料内外温差，提高耐材的热稳定性。7 减薄钢包耐材，提高钢包有效容量，提高炼钢产量；纳米级微孔隔热材料的其他应用纳米级微孔隔热材料的其他应用 高炉高炉 高炉封口内衬提高热风温度（减少热风温降），降低风管外表面温度，减少热损失并达到节能的目的。 出 铁 沟减少铁水散热，防止出铁沟变形损坏。保温好的铁水热损失小，因而可降低出铁口的铁水温度，从而节能并延长耐火