多晶莫來(lái)石纖維在軋鋼加熱爐的應(yīng)用

陳來(lái)正，馬強(qiáng)

（萊蕪鋼鐵股份有限公司 型鋼廠，山東 萊蕪 271126）

摘要：介紹了國(guó)產(chǎn)新型絕熱材料——多晶莫來(lái)石纖維的特性及其在連續(xù)式軋鋼加熱爐上的成功應(yīng)用，并對(duì)其節(jié)能效果進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)。

浙江歐詩(shī)漫晶體纖維有限公司生產(chǎn)的多晶莫來(lái)石耐火纖維（簡(jiǎn)稱PMF）是一種新型的超輕質(zhì)耐高溫絕熱材料，它由莫來(lái)石（Mullite）微晶體構(gòu)成，并集晶體材料和纖維材料特性于一體，有極好的耐熱穩(wěn)定性，長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)1500℃，熔點(diǎn)達(dá)1840℃，其導(dǎo)熱率是傳統(tǒng)耐火磚的1/6，容重只有其1/25，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)爐內(nèi)襯絕熱，是高溫工業(yè)爐節(jié)能降耗、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的理想材料。

1 多晶莫來(lái)石絕熱纖維在加熱爐的應(yīng)用

1.1基本概況

萊鋼型鋼廠中型加熱爐為三段連續(xù)步進(jìn)式加熱爐，爐長(zhǎng)29910mm，有效爐長(zhǎng)為26300mm；加熱爐以高焦混合煤氣為燃料；設(shè)計(jì)加熱能力；熱裝130t/h；壞料斷面尺寸：230mm×230mm、240mm×375mm、275（280）mm×380mm、320mm×410mm，加熱溫度為1250~1300℃，燒嘴形式為FHC-ⅢWQA NO_x，數(shù)量40個(gè)，其中均熱段14個(gè)，加熱段14個(gè)，預(yù)熱段12個(gè)；采取側(cè)出料和下排煙方式，加熱爐采用開路循環(huán)水冷卻，空、煤氣雙預(yù)熱。

1.2 應(yīng)用耐火纖維的合理性及產(chǎn)品選型

萊鋼型鋼廠中型加熱爐已服役9年，其原設(shè)計(jì)的爐墻耐火材料為復(fù)合搗打料，由于長(zhǎng)時(shí)間工作于高溫下，爐內(nèi)高溫氣氛頻繁侵蝕沖擊爐墻耐火材料，再加上步進(jìn)梁機(jī)械運(yùn)動(dòng)造成的震動(dòng)，爐墻耐火材料已有破損和裂紋。致使?fàn)t體散熱多，爐子的熱效率變差，爐體外側(cè)溫度不斷升高，個(gè)別地方爐氣泄漏，致使勞動(dòng)環(huán)境變差，安裝在爐體周圍的輔助設(shè)備及自控元件損壞嚴(yán)重，備件消耗增加，更為嚴(yán)重的是影響到爐子的加熱質(zhì)量和壽命。

整體更換及局部修補(bǔ)爐體耐火材料都需要較長(zhǎng)的施工時(shí)間，至少停爐7天。況且爐頂為異形結(jié)構(gòu)，有大量曲面以及不規(guī)劃過渡面，使修補(bǔ)工作難于進(jìn)行。因此選用高級(jí)輕型耐火隔熱纖維作為爐墻內(nèi)襯，對(duì)于保護(hù)原有耐火材料，提高爐子的密閉性與熱效率效果理想，是合理的解決方案。

本次選用的多晶莫來(lái)石纖維制品型號(hào)為OSM-PMF-100（PMF1600），40mm厚度的多層堆塊，其性能見表1。

表1多晶莫來(lái)石纖維（OSM-PMF-100）的性能及特征

1.3 施工情況

施工在設(shè)備大修時(shí)進(jìn)行，首先，將爐墻工作面的浮灰清理干凈，在工作面上刷一層抗高溫粘結(jié)劑，然后直接將40mm厚度的塊狀纖維貼在爐墻耐火材料上，整個(gè)施工過程30h。檢修結(jié)束后爐子可以快速升溫，縮短了烘爐時(shí)間，節(jié)約了寶貴的生產(chǎn)時(shí)間，經(jīng)濟(jì)效果顯著。

2 使用效果評(píng)價(jià)及經(jīng)濟(jì)效益分析

2.1 使用現(xiàn)狀及壽命

在2008年8月份大修時(shí)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過一年的生產(chǎn)，該纖維貼面狀況良好，剝落率大約在15%左右。預(yù)計(jì)一次施工能有效使用二年。

2.2 節(jié)能效果與投資回收期

一次施工使用多晶莫來(lái)石耐火纖維4t,施工與成本費(fèi)每t15萬(wàn)人民幣,總計(jì)60萬(wàn).經(jīng)統(tǒng)計(jì)施工前后加熱爐的能耗相比,節(jié)約煤氣0.1GJ/t鋼,節(jié)能率達(dá)9.62%。由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益按每月生產(chǎn)9萬(wàn)t計(jì)算，約合人民幣18萬(wàn)元，投資回收期為3.3個(gè)月。

2.3 減少修爐時(shí)間，提高生產(chǎn)能力

采用多晶莫來(lái)石纖維內(nèi)襯，提高了爐子熱敏性，爐子得以快速升溫，冷爐點(diǎn)火到出鋼時(shí)間比以前縮短了近1h，大修烘爐時(shí)間縮短了4h，效益明顯。

2.4 保護(hù)了爐子原有耐火材料，減少了備件更換次數(shù)和時(shí)間

隔熱保溫性能得到最大限度的發(fā)揮，很好地保護(hù)了原有耐火材料的薄弱處，損毀的裂縫及固件錨固處也到了較好的保護(hù)，減少了在高溫暴露下元器件損壞對(duì)生產(chǎn)的影響。

2.5 降低了爐體外表溫度，改善了勞動(dòng)環(huán)境，延長(zhǎng)了爐子壽命

據(jù)測(cè)試，用隔熱纖維后爐體外表溫度平均降低了50℃，減少了熱損失，提高了熱效率。

實(shí)踐證明：浙江歐詩(shī)漫晶體纖維有限公司生產(chǎn)的多晶莫來(lái)石纖維具有導(dǎo)熱系數(shù)低、高溫穩(wěn)定性和耐急冷急熱性好，在高溫工業(yè)爐中使用，節(jié)能效果顯著。