有色冶金行業(yè)用耐火澆注料

產(chǎn)品概述：

   有色冶金行業(yè)回轉(zhuǎn)窯和焙燒爐有多種爐型，均是生產(chǎn)氧化鋁的熱工設備，使用溫度有1200℃~1300℃，并有物料磨損、熔渣侵蝕和高溫氣流沖刷等，使用條件苛刻。過去一般用鎂鉻磚、高鋁磚和黏土磚砌襯，近年來普遍用不定型耐火材料作襯。山東高樂耐火材料有限公司生產(chǎn)的高性能耐火澆注料和噴涂料，在該類窯爐上使用，效果顯著。

理化指標：

 

名稱		鋼纖維增強澆注料			高鋁質(zhì)澆注料			耐火噴涂料
牌號		GL-FH45	GL-FH50	GL-FH70	GL-L50	GL-L65		GL-T45	GL-T65
化學成分/ %	Al2O3,≥	45	50	70	50	65		45	65
	CaO,≤	5.0	2.5	2.4	2.5	2.5		5.0	5.0
體積密度/ g﹒cm-3,≥		2.20	2.35	2.60	2.40	2.45		2.30	2.35
耐壓強度/ MPa,≥	110℃	25	25	30	40	60		35	40
	1200℃	30	50	60	55	80		45	55
燒后線變化/ %	1200℃	±0.7	±0.5	±0.4	±0.6	±0.5		±0.7	±0.5
應用		回轉(zhuǎn)窯			焙燒爐
		GL-FH45	過渡帶、預熱帶、窯頭罩		GL-L50		中低溫部位
		GL-FH50	預熱帶、鏈條帶、窯尾		GL-L65		中高溫部位
					GL-T45		中低溫部位
		GL-FH70	分解帶、窯口、下料室、冷卻機		GL-T65		高溫部位

 

 陶瓷纖維產(chǎn)品的性能及應用

隨著煉油化工和冶金工業(yè)的飛速發(fā)展，對于廣泛應用于這兩個行業(yè)的耐火材料提出了新的要求，陶瓷纖維以其導熱系數(shù)低、抗拉強度高、重燒收縮小、低容重、低蓄熱量、高溫隔熱等特點在各類型工業(yè)窯爐的爐襯上得到了越來越廣泛的應用。

對于煉油化工行業(yè)來說，加熱爐爐溫比較高，較高能達1350℃。在陶瓷纖維材料未被設計和業(yè)主認可以前，常規(guī)設計的爐墻及爐頂?shù)墓ぷ髅婊�本上為輕重耐火澆注料，輕質(zhì)磚和其他的保溫材料，襯里層的厚度較高一般在300mm以上。主要存在以下缺點：所用耐火材料總量不僅體積大，而且過于笨重，整座加熱爐共約需耐火材料600T以上，給加熱爐材料采購及現(xiàn)場施工帶來非常大的難度；爐墻及爐頂錨固磚的吊掛十分不方便，不容易找平；澆注料施工過程中需要現(xiàn)場支模板留設膨脹縫，施工周期長；需要按照材料本身特性曲線進行烘爐，鋼結(jié)構(gòu)用量也比非常大，以及加熱爐升降溫速度受到限制等。

綜上所述，傳統(tǒng)方式的高溫加熱爐的砌筑存在很多缺點，必須加以改進與完善。實踐表明，以陶瓷纖維取代傳統(tǒng)重質(zhì)耐火材料，用作高溫加熱爐壁襯材料，其前景非常廣闊。

陶瓷纖維作為一種纖維狀效率高節(jié)能材料，按照其使用溫度不同，可分成以下幾類：普通型（950℃）、標準型（1000℃）、高純型（1100℃）、高鋁型（1200℃）、鋯鋁型（1250℃）、含鋯型（1300-1350℃）以及多晶莫來石型（1350-1400℃左右）等種類。

按照陶瓷纖維產(chǎn)品形態(tài)可分為棉、毯、氈、板、紙、布、帶、繩、模塊、纖維噴涂料以及纖維澆注料等多種形態(tài)。

陶瓷纖維是一種具有多種不同梯度的使用溫度及對加熱爐氣氛適應性強等特點的產(chǎn)品，可以為高溫加熱爐不同部位使用不同檔次陶瓷纖維產(chǎn)品提供了多項選擇，使設計建造全纖維爐襯結(jié)構(gòu)的高溫加熱爐成為可能，經(jīng)測算表明，在加熱爐上使用陶瓷纖維的成本比使用傳統(tǒng)重質(zhì)耐火材料的成本略有減少。這為高溫加熱爐進一步推廣使用陶瓷纖維開辟了廣闊的天地。眾多設計院設計使用山東淄博高樂耐火材料有限公司生產(chǎn)的陶瓷纖維多套高溫加熱爐均已在此方面作了實踐，并取得了顯著節(jié)能效果。

陶瓷纖維產(chǎn)品的使用施工方法一般主要有以下幾種方式：層鋪式、模塊式、貼面式、纖維噴涂式、纖維澆注料式等種。

層鋪式耐火纖維爐襯

（1）. 結(jié)構(gòu)特點：

層鋪式爐襯是將陶瓷纖維毯、氈、板或其它制品按照要求的厚度鋪設在爐壁鋼板上較后用錨固件加以固定的一種全纖維爐襯結(jié)構(gòu)方式。該類爐襯也是應用較早、較傳統(tǒng)的一種壁襯結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特點大致概括為：

A. 可根據(jù)各層工作溫度選擇由不同材質(zhì)、體積密度的陶瓷纖維制品組成經(jīng)濟的絕熱結(jié)構(gòu)。

B. 纖維方向與爐壁傳熱方向平行，壁襯絕熱性能好，可減少壁襯散熱損失。

C. 纖維壁襯采用大尺寸的陶瓷纖維毯（或氈）進行施工，不僅施工速度快，并且爐壁接縫少，提高了層鋪壁襯絕熱性能和節(jié)能效果。

（2）. 設計使用中應注意的問題：

A. 層鋪式纖維壁襯錨固件，直接暴露于爐壁熱面，雖然可以選用耐熱合金鋼或陶瓷質(zhì)的錨固件，但仍然限制了這種纖維壁襯的使用溫度。一般僅適用于1000℃以下的溫度。

B. 層鋪毯式纖維壁襯抗風蝕性能差，一般爐內(nèi)氣流速度超過10m/s時易產(chǎn)生層狀剝離。

C. 完全采用纖維毯進行層鋪時，抗風蝕性能較差，采用板/毯復合壁襯結(jié)構(gòu)后，可提高抗風蝕性能。

D. 由于錨固件直接暴露于工作熱面，不銹鋼耐熱合金錨固件使用溫度較低，用于高溫時，錨固件易損壞，而采用陶瓷錨固件時，因陶瓷錨固件質(zhì)脆抗熱震性能差，無法長期使用，需頻繁更換，同時，陶瓷錨固件與不銹鋼錨固件相比，價格相對較高。

因此，對于層鋪式纖維爐襯，可以應用于1000℃以下的爐壁內(nèi)襯如常減壓、加氫等。但由于層鋪結(jié)構(gòu)特點局限，因此在加熱爐上應用相對少些，但在管道保溫方面可大顯身手。另外，如何找到既耐高溫、強度大、熱穩(wěn)定好、抗熱震性能優(yōu)良的錨固件是拓寬層鋪式纖維爐襯應用領域的一條有效途徑。

模塊式纖維爐襯：

模塊式爐襯結(jié)構(gòu)是將陶瓷纖維毯按一定寬度折疊成風琴狀纖維模塊，然后將纖維折疊塊加以一定量的壓縮，并必須在壓縮狀態(tài)下捆起來，同時預埋錨固件（有的不預埋，現(xiàn)場施工時直接安裝固定）組成纖維模塊，再通過各種形式與焊接在爐殼鋼板上的金屬錨固件連接固定的一種纖維壁襯結(jié)構(gòu)。

該模塊式纖維壁襯結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是：

A. 施工簡單，安裝方便，節(jié)省工時，纖維壁維修時，無需大面積拆除，只需更換損壞部位的纖維模塊即可迅速恢復生產(chǎn)。

B. 纖維模塊在加工時，采取了預壓縮，能補償組件在高溫下的收縮，不僅減少了纖維壁襯加熱收縮量，同時，比同條件傳統(tǒng)層鋪式壁襯可提高使用溫度50℃以上。

C. 具有優(yōu)良的抗風蝕性能，傳統(tǒng)的層鋪式纖維爐襯900℃以下抗風蝕性能非常大為10m/s，而模塊式纖維爐襯允許抗風蝕性能可達30 m/s。

D. 纖維模塊的錨固件不暴露于纖維壁襯熱面，無需采用昂貴的耐熱合金、陶瓷及氮化物等材質(zhì)作錨固件，節(jié)省投入資金的同時降低了傳熱，還延長了錨固件的使用壽命。

由于該結(jié)構(gòu)有著多種優(yōu)點，因此在石化行業(yè)的乙烯裂解爐、轉(zhuǎn)化爐、加氫爐等加熱爐上的應用越來越廣泛。

貼面式纖維爐襯：

（1）. 結(jié)構(gòu)組成及特點：           

貼面式纖維爐襯是采用纖維毯制成纖維條捆，再通過高溫粘結(jié)劑粘貼在爐壁上，以獲得良好的耐火隔熱襯里結(jié)構(gòu)形式。它的優(yōu)點有：

A.可以與其它耐火材料復合使用，能夠顯著增強保溫效果。

B. 可在加熱爐上任意選擇相關部位進行施工，施工方便。

C. 有選擇的使用，可大大降低造價。

設計使用中應注意的問題：

A.缺乏既能與鋼板結(jié)合牢固、又耐高溫的成熟、理想粘結(jié)劑，現(xiàn)有粘結(jié)劑粘貼后在使用中出現(xiàn)過貼面組件脫落現(xiàn)象。

B. 貼面襯非常大厚度僅為50mm，厚度小，無法單獨作內(nèi)襯使用，只能與其它內(nèi)襯復合使用。

C. 貼面纖維條塊組合件彈性差，相鄰兩組件間補償能力弱。

該結(jié)構(gòu)目前在石化加熱爐上僅個別乙烯裂解爐等高溫爐應用了晶體纖維貼面塊，以增強纖維材料的高溫性能以外，其它等級的貼面塊在石化爐上應用的還不是很多。

纖維噴涂壁襯：

（1）. 結(jié)構(gòu)組成及特點：

陶瓷纖維噴涂料，是以低渣球含量的噴吹陶瓷纖維為原料，加入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系結(jié)合劑和無機結(jié)合劑配制而成。并通過專項使用噴涂機施工，獲得陶瓷纖維噴涂纖維壁襯。

特定的噴涂工藝決定了陶瓷纖維噴涂壁襯具有下列特性：

A. 施工方便、迅速，爐壁無接縫，整體性好，不存在爐壁縫間熱損失問題。以利窯爐使用壽命和節(jié)能效果的提高。

B. 不僅規(guī)則爐壁，特別適于異形爐壁的施工。

C. 壁襯錨固件為埋入式結(jié)構(gòu)，減少了錨固件腐蝕、氧化和熱短路問題。

噴涂壁襯厚度不受限制。噴涂纖維壁襯具有優(yōu)良的耐熱、絕熱、抗風蝕及抗熱震性能。

（2）. 設計使用中注意的問題：

A.部分廠家生產(chǎn)的噴涂用粘結(jié)劑質(zhì)量不夠理想，常溫及高溫時粘結(jié)能力不強，導致噴涂襯里高溫時有坍塌現(xiàn)象。

B. 噴涂粘結(jié)劑含有CL^—，對不銹鋼爐壁會產(chǎn)生應力腐蝕，易造成壁襯質(zhì)量事故，這一點在設計中應注意，并對金屬件采取一定的保護措施。

C. 施工完畢，需進行合理養(yǎng)護與烘爐。

D. 施工受環(huán)境條件有一定要求，在0℃以下時無法施工。

E. 由于噴涂纖維壁襯中所包含錨固件離工作熱面過近（一般為30—50mm），錨固件所處位置溫度較高，因此，對錨固件材質(zhì)及耐高溫性能要求非常高，與此同時，由于噴涂內(nèi)襯中所需錨固件數(shù)量較多，錨固件傳熱量非常大，導致內(nèi)襯隔熱性能較差，爐壁外壁溫度較高。所以，一般認為，噴涂纖維壁襯僅適用作溫度較低的爐壁內(nèi)襯。