全纖維爐襯的節能與工業實踐

洛陽軸承集團有限公司是1954年成立的大型國有企業。所列的產品的大部分零件需要翻新。在與國際接軌,參于國內外市場競爭的大環境中,為節能降耗,提高產品質量,該公司采用了大容重整體型纖維爐襯及組裝型爐襯的新工藝。從1993年至今,已對40余臺工業爐進行了全纖維爐襯改造,實踐證明,其節能效果及使用壽命都是比較滿意的。139造林前2臺退火爐的穩定性此爐型1993年前公司共有3臺,主要用于棒料及盤料退火。1993年又新安裝2臺,考慮到前3臺退火爐為重質磚爐襯,存在升溫時間長,能耗高,經濟效益差等問題。所以在新安裝的2臺中,一臺選用全纖維爐襯,一臺選用輕質磚爐襯,進行比較,結果介紹如下:1.1爐頂與側墻的配合爐子外形結構如圖1所示,由兩臺臺車、爐側墻、爐頂、雙爐門、電熱元件、爐門提升機構、臺車行走機構、安全罩殼、電氣控制柜等組成。全纖維爐襯改造部位為:兩側墻、爐頂、兩端墻、爐門、側墻爐底面。側墻在爐子長度方向上分三段,接頭處設置在電熱控制區之間,壓制時將預先準備好的特用掛鉤磚及懸掛電阻帶的小勾鑲入,并采用防止直接通過金屬傳熱的特殊結構與爐側鋼架相連接,保持穩定性。爐頂在長度方向分為三段,長度和側墻相同。安裝時,爐頂三段連成一體,并和側墻壓成一體。端墻又稱門墩,是全纖維爐襯最易碰壞的地方,所以制作時要增大容重(超過400kg/m3),又要考慮便于維修。爐門內襯由預制件鑲入爐門鑄件內而成。側墻爐底面,由于兩臺車經常輪流進出爐內,給臺車密封帶來困難,此側墻爐底面與側墻總長度相同,安裝時與臺車側面板壓緊,由臺車在行進時自行磨合,但仍保留原設計雙道砂封結構。實踐證明,密封效果良好。此面因長期和臺車側面板處于磨擦狀態,所以容重也應超過400kg/m3。1.2高溫退火額定功率:390kW功率分配及接線方式:爐底(臺車)120kWY右爐側90kWY中爐側90kWY左爐側90kWY處理溫度:低溫退火(680±15)℃高溫退火800～810℃正火900～920℃爐膛尺寸(長×寬×高):7000mm×1600mm×839mm1.3壓力和能耗測試儀表:DT862-2型三相四線有功電能表(爐子配備)熱電偶溫度指示儀(爐子配備)、半導體、點溫計、秒表、磅秤。被測工件的測量數據:材質GCr15鋼裝爐量12730kg材料平均比熱0.71kJ/(kg·℃)工件起始溫度20℃最高加熱溫度800℃工藝過程溫度曲線及耗電量見圖2(以爐膛中區溫度為準)。雙臺車爐年節電(可比單耗計)449856kW·h(詳細計算從略)。數據計算:(1)熱效率熱效率:(2)可比單耗拆合質量:可比單耗:1.4重質磚爐襯的節能效果兩臺爐子的熱效率和可比單耗對比見表1。從表中對比數據可以看出,其節能效果是顯著的,若與重質磚爐襯相比,節能效果更為顯著。從使用壽命看,1994年投入運行至今已7年,爐襯除東爐門口上方有一小部分被碰外(已修),整個爐膛完整如初,纖維爐襯強度如初,電阻帶吊掛件堅固整齊如初,從現有狀況看,該纖維爐襯使用壽命可在15年左右。2解決了運行問題б-70及OKб-128馬弗爐為蘇式爐,是懸放在淬火油槽上面的電加熱爐,電爐6個面全部與空氣接觸,散熱面積大,加熱速度慢,電阻絲老化快,故障較多,爐溫均勻性差,曾有臺OKб-128因溫差超過60℃而長期放置。經全纖維改造后,除以上問題全部解決外,節能效果和提高產量更為顯蓍,其測試結果和改造前對比如表2。б-70馬弗爐額定功率為70kW,按每月升溫一次計,全年空爐升溫可節電為:70×(7.33-2.67)×12=3914.4(kW·h);按每月26天開爐計,全年可節電(34.74-27)×12×26×24=57957.12(kW·h);全年共節電:3914.4+57957.12=61871.52(kW·h)。爐襯改造后,保溫性能好,爐溫均勻,不但提高了產量,減少了維修(爐溫均勻,電爐絲不易斷),還提高了產品質量。更為重要的是提高了爐襯的使用壽命,第一批б-70爐襯,連續使用5年左右,爐襯中同一部位出了故障,將此故障排除后,該爐使用壽命可達10年以上,這在連續爐的全纖維爐襯壽命是很少有的。3爐襯工藝的改進洛軸?3m的井式爐群有30余臺,每月均有爐蓋內磚襯塌陷,需筑砌,即增加生產成本,又嚴重影響生產,改用纖維內襯后,情況大為改觀。對淬火用爐蓋,不但保溫性能好,重量輕,開啟方便,且使用壽命增加。1994年改的纖維內襯蓋至今仍在使用中。對滲碳爐蓋纖維內襯而言,難度就增大了。據了解,國內的纖維爐襯直接用在保護氣氛中,還沒有成功的先例。因為滲碳氣氛的滲碳集碳,到一定程度便使纖維凸起脫落。另外,滲碳可使纖維內襯的金屬件變脆而折斷。針對這種情況,我們又研制出新的工藝和工裝,將?3m的拱球形內襯壓制成沒有一點接縫的容重較大的整體型纖維內襯。同時又進行了特殊的表面處理,此工藝成功的阻擋了滲碳氣氛對內襯的滲透,保證了爐襯的使用壽命。截止目前,第一臺已用了28個月,現仍在使用中,第二,第三臺又兩次在工藝中作了改進,相信其壽命會更長。用此工藝制作的纖維爐蓋,不論直徑多大,不論是平頂或是拱球頂,均可作成一塊密封的整體型,且因壓的緊,容重大,經特殊的外表層處理,其抗氣流的沖刷能力強,所以也特別適合氣流沖刷力強的火焰爐的纖維爐蓋。4大容重爐襯的施工工藝通過以上介紹,可以看出,與傳統的制作方法相比,用此先進工藝制作的纖維爐襯,從節能效果和使用壽命上,均有突破性的進展,可使工業窯爐的纖維爐襯改造更好的推廣和應用。耐火纖維具備導熱系數小,容重小,耐急冷急熱特點,是制作工業爐爐襯的理想材料。用耐火纖維制作爐襯,外國廣泛使用于60年代,國內使用于70年代,其施工方法也基本上是由國外引進的,這些方法大致分為四種:層鋪法、疊砌法、組件法、粘貼法。國內纖維爐襯的使用,經過二十多年的實踐,其顯著的節能效果已被人們肯定。但因其強度差,使用壽命短,因而影響了纖維爐襯的推廣。我們經過長期摸索,總結出影響纖維爐襯使用壽命的因素有:1.容重小,強度差。2.結構不合理。3.纖維爐襯存在大小不同的縫隙,這些縫隙有的產生于組件結合處,有的是由于纖維遇熱收縮的特征而產生的收縮縫。這些縫隙,不但產生熱短路,影響節能,還嚴重影響其使用壽命。所以必須克服以上所述的三個缺陷,研制出新的施工工藝。我們經過十多年的反復實踐,已研制出新的施工工藝并成功的應用在洛軸的40多臺纖維爐襯上,現將此工藝簡介如下:用液壓專用設備壓制的整體型纖維爐襯(國家發明專利),此工藝特點為:a.專用設備壓制,纖維爐襯容重大。實踐證明,可在350～400kg/m3較為合適(傳統工藝在200～250kg/m3),這樣不僅增加了爐襯強度,還增加了節能效果(1998年在給洛陽一拖改造爐襯時,與原貼50mm厚纖維爐襯比,節能28%);b.用機制生產替代傳統手工生產,操作規范,結構合理;c.不管爐體多大多長,通體為一塊整體型,沒有接縫。實踐證明,大容重的纖維爐襯,不僅增加了爐襯強度,還有效的解決了纖維遇熱收縮而產生收縮縫的現象,再加上整個纖維爐襯為一個整體型,沒有接縫,因而其使用壽命、節能效果都得到