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多晶莫来石纤维复合制品真空成型块在全氢罩式炉上的应用发布时间:2019-05-14 16:07 浏览次数:

1、前言
        冷轧带钢的罩式炉退火是冷轧板生产的关键工序之一。目前,全氢罩式炉是这种退火炉中最先进的炉型,鞍钢冷轧薄板厂在1991年和1995的先后有76座全氢罩式炉投产,其中1995年5月份开始点火生产的36座全氢罩式炉以经过中外技术专家结合用户的建议在许多方面进行了完善和改进,其中最重要的改进就是用多晶莫来石纤维复合制品炉衬代替轻质耐火砖炉衬。
        1988年,鞍钢冷轧薄板厂开始引进全氢罩式炉的项目,在同德国LOI公司和奥地利EBNER公司进行技术交流和谈判中,两个公司的外方专家都提出炉衬要用高级耐火材料,由于当时国内没有生产诸如多莫莫来石纤维复合制品耐火材料的厂家,如果,从奥地利EBNER公司引进的4座全氢罩式炉衬的项目中,外方专家坚持必须同时引进炉衬和耐火材料,花费了大量外汇,从德国LOI公司引进的36座全氢罩式炉的炉衬不得不使用轻质耐火砖。
        鞍钢冷轧薄板厂在1933年同德国LOI公司第二次签定合同引进36座全氢罩式炉的项目工,首次使用多晶莫来石纤维复合制品产品替代进口耐火材料,该种多晶莫来石纤维复合制品通过一年来的投产使用取得了可观的经济效益。
2、炉衬结构
2.1 罩式炉对炉衬耐火材料的要求
        罩式炉生产的特点的特点是退火周期短,是间断的。当炉料为70t时,加热罩的退火周期大约20小时,加热罩在一个炉台上加热保温结束后,要吊卸扣到另一个炉台上进行加热退火,在每次大约为5分钟的吊运过程中,加热罩炉衬的温度不可避免地从800oC左右降低到500oC左右,这样加热罩炉衬温度每隔20小时的突然变化就要求炉衬耐火材料有好的急冷急热性能,以及低的比热和低的线膨胀性能,加热罩的反复频繁吊运要求炉衬材料应是低密度的和有一定的抗震性能。多晶莫来石纤维复合制品真空成型块(PMF-300),不仅导热系数低,而且以过烧结干燥后,完全满足了上述罩式炉耐火材料的要求。
2.2 炉衬结构
        罩式炉加热罩内衬的上半部分为硅酸铝纤维,由于下半部分是烧嘴区域,火焰热气流对内衬有一定的冲刷作用,所以必须用耐气流冲刷的轻质耐火砖或多晶莫来石纤维复合制品真空型块之间是厚度为30mm的硅酸铝纤维。
        一般罩式炉燃烧空间的温度为900oC左右,由于加热罩外部安装有电气部件以及计算机元件和烧嘴控制器,所以要求加热罩外表面温度不超过50oC。
        根据傅里叶定律:q=λΔt/s,通过试算和验算可以求得用轻质耐火砖做内衬的厚度为345mm,用多晶莫来石纤维复合制品真空成型块做内衬的厚度为220mm。
        每个加热罩有12个烧嘴,烧嘴周围的内衬结构比较复杂,采用易于加工的多晶莫来石纤维复合制品真空成型块做内衬,防止烧嘴的煤气能和助燃空气混流片变形,完全可以达到设计要求。
3、使用效果与经济效益
3.1使用效果比较
        用轻质耐火砖做罩式炉加热罩烧嘴区域内衬,使用半年左右炉衬开始出现裂缝,随着加热罩频繁的吊运,裂缝更加严重,加热罩外表面温度升高,不仅热损失增加,而且更严重是导致加热罩上的电气部件和计算机元件以及烧嘴控制器损坏,影响加热罩的加热能力和生产的正常进行。一般新加热罩使用半年后,内衬必须进行修补,一年后,修补更加频繁,炉衬的寿命不能满足生产要求。
        用多晶莫来石纤维复合制品真空成型块做加热罩烧嘴区域炉衬,经过一年来的使用,完全克服了用轻质耐火砖做罩式炉加热罩烧嘴区域内衬的缺点,没有发现裂缝,加热罩外表面的温度保持设计的温度,生产正常,烧此混流片未出现变形,燃烧正常。
3.2 经济效益
3.2.1减少修炉时间,提高生产能力
        鞍钢冷轧薄板厂后期引进的36座全氢罩式炉,19个加热罩,加热罩修补一次需要停产5天时间,加热罩每小时的生产能力为3.5吨,而用多晶莫来石纤维复合制品真品成型块替代轻质耐火砖做罩式炉加热罩烧嘴区域炉衬,每年可以提高生产能力7980吨。根据生产统计减少更换或修补烧嘴次数可以提高生产能力6384吨,两项合计可多生产冷轧板14364吨。
3.2.2 节能
        经计算,用多晶莫来石纤维复合制品真空成型块做加热罩烧嘴区域炉衬替代轻质耐火砖做罩式炉加热罩烧区域炉衬替代轻质耐火砖做罩式炉加热罩烧嘴区域炉衬,由于热损失的减少和炉体外表面温度的降低,每年可以节能:
3.3 减少进口备品备件消耗
        目前,鞍钢冷轧薄板厂引进的全氢罩式炉的计算机元件备件和烧嘴控制器备件全部是从国外购买的。1991年第一期投产的全氢罩式炉,投产后一年内由于加热罩外表面温度高造成计算机元件和烧嘴控制器损失的价值达6.5万德国马克。在1995年第二期经经改进和完善后投产的全氢罩式炉,投产后一年内由于加热罩外表面温度保持设计温度,计算机元件和烧控制器损失的价值大大减少,仅0.8万德国马克,即节约了5.7万德国马克,合28.4万元人民币。
4、结论
        通过鞍钢冷轧薄板厂前期引进罩式炉几年来使用轻质耐火砖炉衬和后期引进经过完善的全氢罩式炉一年来使用多晶莫来石纤维复合制品真空成型块衬以及进口耐火材料炉衬的生产实践,可以得出下列结论:
(1)国产的多晶莫来石纤维复合制品真空成型块满足了全氢罩式炉加热罩烧区域对耐火材料的要求,完全可以替代进口的耐火材料。
(2)用于全氢罩式炉加热罩烧嘴区域,与轻质耐火砖相比,可以减少修炉时间,提高设备作业时间,提高生产能力,节约能源,减少进口备品备件消耗。
(3)使用多晶莫来石纤维复合制品真空成型块做全氢罩式炉烧嘴区域炉衬,经济效益显着。 

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