多功能加热炉炉底管内保温系统的研究

多功能加热炉炉底管内保温系统的研究

1试验用新材料防水纤维球束流畅注射材料，纤维颗粒作为表面活性剂，存在于加热材料中。这改善了防水加工材料的特性。这是目前正在使用的新材料之一。由于该浇注料既具备了重质耐火浇注料的耐高温、高强度和高温下的低收缩率,又具备了轻质隔热浇注料的低导热率和高抗热震性,因此该材料适应于承受高温和较大温度梯度及一定压力的热工设备。其中该种浇注料中的HM-1.9(体积密度:1.9g/cm3)系列产品尤其适用于加热炉的水管包扎。2炉底管口包政策加热炉炉底水管是推钢式加热炉(或步进梁式加热炉的水梁立柱)的重要结构之一。它不仅承受着炉内坯料的全部重量,而且消耗大量的冷却水,其带走的热量是炉膛的无效热消耗,约占加热炉总损失的15%~30%。因此水管的绝热包扎就显得尤为重要。绝热效果不好的水管,不仅降低炉子的热效率,还会在钢坯下面产生“黑印”,恶化料坯的受热条件,延长了加热时间,产生加热缺陷,降低加热质量。由于炉底水管的工作条件是在高温和较大温度梯度下,且还要承受炉温的急剧变化、料坯的振动等,这就对包扎炉底水管的耐火材料提出了很多要求,即包扎材料要具有较高的耐高温性能;在炉子最高温度下长期工作不变形,不熔化;在常温和高温下要具有较高的耐压强度和抗折强度,耐机械振动性能好;要具有很高的抗热振性能,在炉温急剧变化的条件下,不开裂,不崩落等。3支模浇注包支模生物处理法炉底水管包扎工艺主要有以下几种:(1)单层预制块包扎靠包扎块内部预埋的锚固件与水管连接在一起,这种方法具有施工简单、维修方便、绝热效果一般的特点。但由于其整体性不好,易造成包扎不严密,且易产生破损,使用寿命低,限制了其使用。(2)现场浇注现场支模浇注包扎,由于整体密封性好,工艺简单,适应性强,成本低,使用寿命较预制块包扎好,在国内应用较广。它的不足是施工检修工期长,且不易实现复合包扎,故热损失亦很大。(3)复合包扎是把已烧结成型的多体组合预制件通过焊在水管上的钢柱,与水管连接起来,这种方法由于包扎块内部无锚固件,寿命较高,且绝热效果好,大幅度降低了水管的热损失。水管包扎使用的材料:水管绝热包扎所采用的材料分为重质耐火材料、轻质耐火材料及黏土结合浇注料。重质耐火浇注料如高铝质、低水泥系列,具有耐高温、高强度和高温下的低收缩率,但其平均导热系数很高。轻质隔热材料如轻质砖砂浇注料、多孔熟料浇注料和高强陶粒轻质浇注料等,绝热效果好,但使用温度低,强度小。黏土结合浇注料是应用较早的不定形的耐火材料,高温下强度较低。4防水杆连接技术4.1材料性能指标的对比粒状耐火纤维浇注料是以球柱状的耐火纤维颗粒作为骨料存在于耐火基质料中。球柱状纤维颗粒是用普通硅酸铝(高铝、含锆)耐火纤维棉破后,经过混配、造粒而成的。其显微结构如图1和图2。强度高:由于球柱状骨料所形成的应力小,且不会破坏制品的连贯性,而且本身的交叉网络结构,能抵抗外力,使该材料具有较强的机械性能。隔热性能好:在常规的耐火纤维浇注料中,作为骨料的耐火纤维棉没有自成一体,在搅拌过程中,泥浆不断渗入到纤维的微孔里,破坏了纤维的隔热效果,而粒状耐火纤维浇注料依然保存着纤维的多孔性,且分散较均匀,体积密度也较通常耐火纤维制品大,这些都决定了粒状耐火纤维浇注料具有较好的隔热效果。抗热震稳定性优:1100℃循环水冷却(试样尺寸160mm×40mm×40mm)抗折残余强度高,见表1。几种耐火浇注料性能指标对比见表2。可见,粒状耐火纤维浇注料在与低水泥浇注料抗折强度基本相同的条件下,其导热率降低了3~5倍。而与轻质耐火浇注料相比,莫来石浇注料在110℃时耐压强度虽然达到了15MPa,但在高温下强度却提高不多,约在25~30MPa,其导热率(550℃)却大于0.5W/(m·K),仍然比粒状耐火纤维浇注料大近1倍。4.2炉气温度和包装料厚度粒状耐火纤维浇注料具有高强度、耐高温、低导热率的隔热性能,它的隔热效果可以通过管壁的热损失计算来获得。以尺寸152×25mm的水管为例:设水管里的冷却水温度保持在t3=36℃,外面的炉气温度为t1=1320℃,包扎材料的厚度为80mm。(1)常规耐火浇注料以低水泥浇注料为例,在550℃时取它的平均导热系数为λ2=1.4W/(m·℃),则通过单位长度水管的散热量为:式中:λ1—钢管的平均导热系数,取45W/(m·℃)λ2—水泥浇注料的平均导热系数d1—钢管的内径d2—包扎前钢管的外径d3—包扎后钢管的外径(2)如果用粒状耐火纤维浇注料包扎,在550℃时它的平均导热系数取λ=0.43W/(m·℃),则这时单位长度水管的散热量为:粒状耐火纤维浇注料水管包扎比采用低水泥浇注料水管包扎热损失减少了:5压力和机械震动由于水管的工作环境