多晶莫來石纖維在軋鋼加熱爐的應用

陳來正，馬強

（萊蕪鋼鐵股份有限公司 型鋼廠，山東 萊蕪 271126）

摘要：介紹了國產(chǎn)新型絕熱材料——多晶莫來石纖維的特性及其在連續(xù)式軋鋼加熱爐上的成功應用，并對其節(jié)能效果進行了分析和評價。

浙江歐詩漫晶體纖維有限公司生產(chǎn)的多晶莫來石耐火纖維（簡稱PMF）是一種新型的超輕質(zhì)耐高溫絕熱材料，它由莫來石（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，長期使用溫度可達1500℃，熔點達1840℃，其導熱率是傳統(tǒng)耐火磚的1/6，容重只有其1/25，可廣泛應用于工業(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 多晶莫來石絕熱纖維在加熱爐的應用

1.1基本概況

萊鋼型鋼廠中型加熱爐為三段連續(xù)步進式加熱爐，爐長29910mm，有效爐長為26300mm；加熱爐以高焦混合煤氣為燃料；設計加熱能力；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，其中均熱段14個，加熱段14個，預熱段12個；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、煤氣雙預熱。

1.2 應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，其原設計的爐墻耐火材料為復合搗打料，由于長時間工作于高溫下，爐內(nèi)高溫氣氛頻繁侵蝕沖擊爐墻耐火材料，再加上步進梁機械運動造成的震動，爐墻耐火材料已有破損和裂紋。致使爐體散熱多，爐子的熱效率變差，爐體外側(cè)溫度不斷升高，個別地方爐氣泄漏，致使勞動環(huán)境變差，安裝在爐體周圍的輔助設備及自控元件損壞嚴重，備件消耗增加，更為嚴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爐體耐火材料都需要較長的施工時間，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，使修補工作難于進行。因此選用高級輕型耐火隔熱纖維作為爐墻內(nèi)襯，對于保護原有耐火材料，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石纖維制品型號為OSM-PMF-100（PMF1600），40mm厚度的多層堆塊，其性能見表1。

表1多晶莫來石纖維（OSM-PMF-100）的性能及特征

1.3 施工情況

施工在設備大修時進行，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，縮短了烘爐時間，節(jié)約了寶貴的生產(chǎn)時間，經(jīng)濟效果顯著。

2 使用效果評價及經(jīng)濟效益分析

2.1 使用現(xiàn)狀及壽命

在2008年8月份大修時發(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。預計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石耐火纖維4t,施工與成本費每t15萬人民幣,總計60萬.經(jīng)統(tǒng)計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9.62%。由此帶來的經(jīng)濟效益按每月生產(chǎn)9萬t計算，約合人民幣18萬元，投資回收期為3.3個月。

2.3 減少修爐時間，提高生產(chǎn)能力

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

2.4 保護了爐子原有耐火材料，減少了備件更換次數(shù)和時間

隔熱保溫性能得到最大限度的發(fā)揮，很好地保護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，減少了在高溫暴露下元器件損壞對生產(chǎn)的影響。

2.5 降低了爐體外表溫度，改善了勞動環(huán)境，延長了爐子壽命

據(jù)測試，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。

實踐證明：浙江歐詩漫晶體纖維有限公司生產(chǎn)的多晶莫來石纖維具有導熱系數(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。