加熱爐爐體由爐頂,、爐墻及爐口組成,,臺(tái)車即為可移動(dòng)的爐底,爐門即為可升降的前墻,。這些部分都是由鋼結(jié)構(gòu)和耐火材料體組成的,,如下圖。
一:爐體耐火材料的選用
1.1 爐頂耐火材料選擇
冶金加熱爐的爐頂目前大部分是吊掛平頂,,為了降低爐頂散熱,,大都采用輕重復(fù) 合結(jié)構(gòu),即下部工作襯用重質(zhì)澆注料,,上面再覆蓋一層輕質(zhì)澆注料,,有的還在輕質(zhì)澆注料上面再鋪一層陶瓷纖維。但輕重復(fù)合結(jié)構(gòu)中卻存在著吊掛磚從界面處斷裂從而造成重質(zhì)料整體塌落的事故隱患。雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)中要消除吊掛磚的界面斷裂,,關(guān)鍵在于消除界面處的結(jié)構(gòu)應(yīng)力和提高吊掛磚的高溫強(qiáng)度,。提高吊掛磚的高溫強(qiáng)度是比較困難的,消除或減弱界面處結(jié)構(gòu)應(yīng)力是可能的,。一種方法是減輕爐頂重量,,采用容重較輕的澆注料澆注爐頂;二是采用單層澆注,,消除界面,,從而 消除界面結(jié)構(gòu)應(yīng)力 。
我們采用的是單層澆注,,與雙層結(jié)構(gòu)相比,,輕質(zhì)澆注料單層結(jié)構(gòu)爐頂具有以下特點(diǎn) :
(1)爐頂重量輕,可以減小吊掛轉(zhuǎn)承受的拉應(yīng)力,。
(2)不存在層與層之間的界面,,因此也不存在界面剪切應(yīng)力。
(3)溫度分布較為合理,,不存在溫度較高拉應(yīng)力又較大的拐點(diǎn) ,。
(4)可以達(dá)到相同的、甚至更好的保溫性能 ,。
(5)耐火材料蓄熱損失較小 ,。
(6)施工相對(duì)簡單一些 。
(7)不足之處是耐火焰和高溫氣流沖刷能力不如雙層結(jié)構(gòu)的重質(zhì)澆注料 ,。
我們將加熱爐爐頂耐火材料定為澆注料整體澆注的單層吊掛平頂結(jié)構(gòu),。具體參 數(shù)如下 : 吊掛磚高鋁質(zhì)錨固磚牌號(hào)Lz - 55 ,高強(qiáng)輕質(zhì)澆注料(γ=1.65±0.1)牌號(hào)PN- LW1. 65 厚度 320mm 爐頂分別預(yù)留測溫孔和測壓孔,。
1. 2 爐墻結(jié)構(gòu)
爐墻的錨固磚承受拉應(yīng)力較小,,采用多層的復(fù)合結(jié)構(gòu),由工作層和保溫層組成,。為澆注料整體澆注的復(fù)合結(jié)構(gòu),。兩側(cè)爐墻分別預(yù)留測溫孔,后墻設(shè)置排煙口,。
保溫層按工作溫度不同而采用不同的保溫材料,,做到既經(jīng)濟(jì)又合理。與工作層接觸的保溫層溫度較高,,采用輕質(zhì)粘土磚,;外層溫度較低,采用普通陶瓷纖維制 品 ,。
工作層溫度高,,側(cè)墻下部直接接觸火焰和高溫氣流,所以采用重質(zhì)澆注料;上部基本不受火焰沖刷,,為了減少蓄熱損失,,采用高強(qiáng)輕質(zhì)澆注料。爐墻用高鋁質(zhì)錨固磚Lz - 55工作層下部采用低水泥重質(zhì)澆注料,,上部為高強(qiáng)輕質(zhì)澆注料,,厚度相同。工作層厚度260mm保溫層分為3層: 輕質(zhì)粘土磚NQ- 0 . 8 輕質(zhì)粘土磚NQ- 0.6 厚度115mm 耐火纖維機(jī)制板50mm總厚度540mm
1.3 臺(tái)車和爐門的耐火材料組成
臺(tái)車耐火材料采用復(fù)合結(jié)構(gòu),,上面是工作層,下面是保溫層,。臺(tái)車面承受載荷相當(dāng)大,,工作溫度高,直接受到火焰的沖刷,,所以工作層采用重質(zhì)澆注料預(yù)制制
品,,方便維修和更換。工作層下面是保溫層,,并按不同的工作溫度選用不同的材料,,做到經(jīng)濟(jì)合理 。
爐門采用陶瓷纖維為內(nèi)襯,。以陶瓷纖維為內(nèi)襯的爐門具有重量輕,、提升需要的拖動(dòng)力較小、施工和維修較方便等特點(diǎn),,近年在臺(tái)車加熱爐上的應(yīng)用是相當(dāng)成功 的 ,。
臺(tái)車面除了需要承受高溫和重載荷之外,還要受到放置鋼錠時(shí)的瞬時(shí)“撞擊”,,這 種“撞擊” 往往導(dǎo)致臺(tái)車面耐火材料碎,、裂、損壞,。鑒于此,,臺(tái)車面采用高強(qiáng)澆注料預(yù)制塊,車邊磚采用高強(qiáng)澆注料預(yù)制異型塊 ,, 局部損壞后便用于維修 ,。 為了保護(hù)車邊磚和車邊框,車邊磚比臺(tái)車面中部略低,。
臺(tái)車耐火砌體結(jié)構(gòu)高強(qiáng)澆注料預(yù)制制品200mm輕質(zhì)粘土磚(NG- 1 . 0)116mm 輕質(zhì)粘土磚(Ng-0.6)136mm 石棉板10mm 總厚度462mm
二 結(jié) 論
工業(yè)爐上使用的耐火材料很多,,砌筑方法也很多,通過以上合理的選擇耐火材料的種類和砌筑方法,,大大提高了爐體的使用壽命,,耐材的更換率大大降低,使用壽命從原來的四年提高到六年,耐火材料的消耗一直是關(guān)乎冶金工業(yè)的生產(chǎn)成本重要組成部分,,通過合理選擇能夠達(dá)到降低耐火材料消耗和節(jié)能的目的,,是冶金企業(yè)降本增效的有效途徑 。