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多晶莫來石纖維復合制品真空成型塊在全氫罩式爐上

更新時間：2012-11-08 瀏覽次數：594次

冷軋帶鋼的罩式爐退火是冷軋板生產的關鍵工序之一。目前，全氫罩式爐是這種退火爐中先進的爐型，鞍鋼冷軋薄板廠在1991年和1995的先后有76座全氫罩式爐投產，其中1995年5月份開始點火生產的36座全氫罩式爐以經過中外技術專家結合用戶的建議在許多方面進行了完善和改進，其中重要的改進就是用多晶莫來石纖維復合制品爐襯代替輕質耐火磚爐襯。
1988年，鞍鋼冷軋薄板廠開始引進全氫罩式爐的項目，在同德國LOI公司和奧地利EBNER公司進行技術交流和談判中，兩個公司的外方專家都提出爐襯要用高級耐火材料，由于當時國內沒有生產諸如多莫莫來石纖維復合制品耐火材料的廠家，如果，從奧地利EBNER公司引進的4座全氫罩式爐襯的項目中，外方專家堅持必須同時引進爐襯和耐火材料，花費了大量外匯，從德國LOI公司引進的36座全氫罩式爐的爐襯不得不使用輕質耐火磚。
鞍鋼冷軋薄板廠在1933年同德國LOI公司第二次簽定合同引進36座全氫罩式爐的項目工，使用多晶莫來石纖維復合制品產品替代進口耐火材料，該種多晶莫來石纖維復合制品通過一年來的投產使用取得了可觀的經濟效益。
爐襯結構
1、罩式爐對爐襯耐火材料的要求
罩式爐生產的特點的特點是退火周期短，是間斷的。當爐料為70t時，加熱罩的退火周期大約20小時，加熱罩在一個爐臺上加熱保溫結束后，要吊卸扣到另一個爐臺上進行加熱退火，在每次大約為5分鐘的吊運過程中，加熱罩爐襯的溫度不可避免地從800oC左右降低到500oC左右，這樣加熱罩爐襯溫度每隔20小時的突然變化就要求爐襯耐火材料有好的急冷急熱性能，以及低的比熱和低的線膨脹性能，加熱罩的反復頻繁吊運要求爐襯材料應是低密度的和有一定的抗震性能。多晶莫來石纖維復合制品真空成型塊（PMF-300），不僅導熱系數低，而且以過燒結干燥后，完全滿足了上述罩式爐耐火材料的要求。
2、爐襯結構
罩式爐加熱罩內襯的上半部分為硅酸鋁纖維，由于下半部分是燒嘴區域，火焰熱氣流對內襯有一定的沖刷作用，所以必須用耐氣流沖刷的輕質耐火磚或多晶莫來石纖維復合制品真空型塊之間是厚度為30mm的硅酸鋁纖維。
一般罩式爐燃燒空間的溫度為900oC左右，由于加熱罩外部安裝有電氣部件以及計算機元件和燒嘴控制器，所以要求加熱罩外表面溫度不超過50oC。
根據傅里葉定律：q=λΔt/s，通過試算和驗算可以求得用輕質耐火磚做內襯的厚度為345mm,用多晶莫來石纖維復合制品真空成型塊做內襯的厚度為220mm。
每個加熱罩有12個燒嘴，燒嘴周圍的內襯結構比較復雜，采用易于加工的多晶莫來石纖維復合制品真空成型塊做內襯，防止燒嘴的煤氣能和助燃空氣混流片變形，完全可以達到設計要求。
3、使用效果與經濟效益
使用效果比較
用輕質耐火磚做罩式爐加熱罩燒嘴區域內襯，使用半年左右爐襯開始出現裂縫，隨著加熱罩頻繁的吊運，裂縫更加嚴重，加熱罩外表面溫度升高，不僅熱損失增加，而且更嚴重是導致加熱罩上的電氣部件和計算機元件以及燒嘴控制器損壞，影響加熱罩的加熱能力和生產的正常進行。一般新加熱罩使用半年后，內襯必須進行修補，一年后，修補更加頻繁，爐襯的壽命不能滿足生產要求。
用多晶莫來石纖維復合制品真空成型塊做加熱罩燒嘴區域爐襯，經過一年來的使用，完全克服了用輕質耐火磚做罩式爐加熱罩燒嘴區域內襯的缺點，沒有發現裂縫，加熱罩外表面的溫度保持設計的溫度，生產正常，燒此混流片未出現變形，燃燒正常。
經濟效益
減少修爐時間，提高生產能力
鞍鋼冷軋薄板廠后期引進的36座全氫罩式爐，19個加熱罩，加熱罩修補一次需要停產5天時間，加熱罩每小時的生產能力為3.5噸，而用多晶莫來石纖維復合制品真品成型塊替代輕質耐火磚做罩式爐加熱罩燒嘴區域爐襯，每年可以提高生產能力7980噸。根據生產統計減少更換或修補燒嘴次數可以提高生產能力6384噸，兩項合計可多生產冷軋板14364噸。
節能
經計算，用多晶莫來石纖維復合制品真空成型塊做加熱罩燒嘴區域爐襯替代輕質耐火磚做罩式爐加熱罩燒區域爐襯替代輕質耐火磚做罩式爐加熱罩燒嘴區域爐襯，由于熱損失的減少和爐體外表面溫度的降低，每年可以節能：
減少進口備品備件消耗
目前，鞍鋼冷軋薄板廠引進的全氫罩式爐的計算機元件備件和燒嘴控制器備件全部是從國外購買的。1991年第一期投產的全氫罩式爐，投產后一年內由于加熱罩外表面溫度高造成計算機元件和燒嘴控制器損失的價值達6.5萬德國馬克。在1995年第二期經經改進和完善后投產的全氫罩式爐，投產后一年內由于加熱罩外表面溫度保持設計溫度，計算機元件和燒控制器損失的價值大大減少，僅0.8萬德國馬克，即節約了5.7萬德國馬克，合28.4萬元人民幣。
結論
通過鞍鋼冷軋薄板廠前期引進罩式爐幾年來使用輕質耐火磚爐襯和后期引進經過完善的全氫罩式爐一年來使用多晶莫來石纖維復合制品真空成型塊襯以及進口耐火材料爐襯的生產實踐，可以得出下列結論：
（1）國產的多晶莫來石纖維復合制品真空成型塊滿足了全氫罩式爐加熱罩燒區域對耐火材料的要求，完全可以替代進口的耐火材料。
（2）用于全氫罩式爐加熱罩燒嘴區域，與輕質耐火磚相比，可以減少修爐時間，提高設備作業時間，提高生產能力，節約能源，減少進口備品備件消耗。
（3）使用多晶莫來石纖維復合制品真空成型塊做全氫罩式爐燒嘴區域爐襯，經濟效益顯著。