加熱爐爐底水管粒狀耐火纖維澆注料包扎技術(shù)

粒狀耐火纖維澆注料既具備了重質(zhì)耐火澆注料的耐高溫、高強(qiáng)度和高溫下的低收縮率，又具備了輕質(zhì)隔熱澆注料的低熱導(dǎo)率和高抗熱震性，因此該材料適用于承受高溫大溫度梯度及一定壓力的熱工設(shè)備。其中該種澆注料中的HM-2.0 (體積密度：2. 0g/cm3 )產(chǎn)品尤其適用于加熱爐的水管包扎。

(1) 加熱爐水管的工作狀況。加熱爐爐底水管(或步進(jìn)梁式加熱爐的水梁立柱)是推鋼式加熱爐(步進(jìn)梁式加熱爐)的重要結(jié)構(gòu)之一。它不僅承受著爐內(nèi)坯料的全部重量，而且消耗大量的冷卻水，其帶走的熱量是爐膛的無(wú)效熱消耗，約占加熱爐總損失的15%?30%。因此水管的絕熱包扎就顯得尤為重要。絕熱效果不好的水管，不僅降低爐子的熱效率，還會(huì)在鋼坯下面產(chǎn)生“黑印”，惡化料坯的受熱條件，延長(zhǎng)了加熱時(shí)間，產(chǎn)生加熱缺陷、降低加熱質(zhì)量。由于爐底水管的工作條件是在高溫大溫度梯度下，且還要承受爐溫的急劇變化，料還的振動(dòng)等，這就對(duì)包扎爐底水管的耐火材料提出了很多要求，即包扎材料要具有較高的耐高溫性能;在爐子最高溫度下長(zhǎng)期工作不變形，不熔化;在常溫和高溫下要具有較高的耐壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度;耐機(jī)械振動(dòng)性能好;要具有很高的抗熱震性能;在爐溫急劇變化的條件下，不開裂，不崩落等。

(2) 目前國(guó)內(nèi)采用的爐底水管包扎技術(shù)和材料。爐底水骨包扎工藝主要有以下幾種：

1) 單層預(yù)制塊包扎。靠包扎塊內(nèi)部預(yù)埋的錨固件與水管連接在一起，這種方法具有施工簡(jiǎn)單，維修方便，絕熱效果一般的特點(diǎn)。但由于其整體性不好，易造成包扎不嚴(yán)密，且易產(chǎn)生破損，使用壽命低，限制了其使用。

2) 現(xiàn)場(chǎng)澆注。現(xiàn)場(chǎng)支模澆注包扎，由于整體密封性好，工藝簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，成本低，使用壽命較預(yù)制塊包扎好，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較廣。它的不足是施工檢修工期長(zhǎng)，且不易實(shí)現(xiàn)復(fù)合包扎，故熱損失亦很大。

3) 復(fù)合包扎。是把已燒結(jié)成型的多體組合預(yù)制件通過焊在水管上的鋼柱，與水管連接起來(lái)，這種方法由于包扎塊內(nèi)部無(wú)錨固件，壽命較高，且絕熱效果好，大幅度降低了水管的熱損失。

水管包扎使用的材料：水管絕熱包扎所采用的材料分為耐火材料、輕質(zhì)耐火材料及黏土結(jié)合澆注料，重質(zhì)耐火澆注料如高鋁質(zhì)、低水泥系列具有《高溫、高強(qiáng)度和高溫下的低收縮率，但其平均熱導(dǎo)率很高，輕質(zhì)隔熱材料如輕質(zhì)磚砂澆注料、多孔熟料澆注料和高強(qiáng)陶粒輕質(zhì)澆注料等。絕熱效果好，但使用溫度低，強(qiáng)度小。黏士結(jié)合澆注料是應(yīng)用較早的不定形的耐火澆注料料，高溫下強(qiáng)度較低。

(3) 粒狀耐火纖維澆注料的包扎技術(shù)。粒狀耐火纖維澆注料強(qiáng)度高，抗熱振性優(yōu)，隔熱性能好。由于球柱狀骨料所形成的應(yīng)力小，且不會(huì)破壞制品的連貫性，而且本身的交叉網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 能抵抗外力，使該材料具有較強(qiáng)的機(jī)械性能。

在常規(guī)的耐火纖維澆注料中，作為骨料的耐火纖維棉沒油自成一體，在攪拌過程中，泥漿不斷滲入到纖維的微孔里，破壞了纖維的隔熱效果，而粒狀耐火纖維澆注料依然保存著纖維的多孔性，且分散較均勻，體積密度也較通常耐火纖維制品大，這些都決定了粒狀耐火纖維澆注料具油較好的隔熱效果。

(4) 粒狀耐火澆注料與常規(guī)耐火澆注料的水管包扎熱損失比較。粒狀耐火纖維澆注料具有高強(qiáng)度、耐高溫、低熱導(dǎo)率的隔熱性能，它的隔熱效果可以通過管壁的熱損失計(jì)算來(lái)獲得。以尺寸為φ152mm X 25mm的水管為例。如 圖1所示。

圖6-4 加熱爐爐底水管粒狀耐火纖維澆注料包扎

1-耐熱鋼錨固件 2-粒狀陶瓷纖維澆注料 3-抗氧化鋼滑軌 4-高鋁纖維毯 5-爐底水管

設(shè)水管里的冷卻水溫度保持在t3=36℃，外面的爐氣溫度為t1=1320℃，包扎材料的厚度為80mm，以常規(guī)耐火澆注料——低水泥澆注料為例，550℃時(shí)取它的平均熱導(dǎo)率λ2=1.4W/(m·K)，則通過單位長(zhǎng)度水管的散熱量為：

如果用粒狀耐火纖維澆注料包扎，550℃時(shí)它的平均熱導(dǎo)率取λ= 0.43W/(m • K)則這時(shí)單位長(zhǎng)度水管的散熱量為：

粒狀耐火纖維澆注料水管包扎比采用低水泥澆注料水管包扎熱損為：

由于水管的工作環(huán)境是在高溫大溫度梯度下，且要承受一定的壓力和機(jī)械振動(dòng)。這就要求包扎材料既要具有很好的隔熱性能，又要有一定的機(jī)械性能和高抗熱震性。粒狀耐火纖維澆注具有重質(zhì)耐火澆注料和輕質(zhì)耐火澆注料的優(yōu)點(diǎn)，是一種較理想的包扎材料。