通過石灰窯爐頂用硅酸鋁耐火纖維材料代替鋼結構水箱的經驗,技術經濟效果顯著,既節約能耗,又大大減少雄修工作,有利于安全和生產。
―、石灰窯爐頂以硅酸鋁纖維代替水箱絕熱冷卻
上鋼三廠耐材分廠共有六座石灰豎窯,三座124m3,三座83m3、以煤屑為主燃料。年產石灰17萬t左右,供作煉鋼造渣劑。石灰豎窯的工作是物料由上向下移動,成品石灰由下卸出。石灰窯鍛燒帶的溫度在1300℃ 左右,窯頂廢氣溫度約600℃。為了保護窯頂加料、布料設備,過去都采用鋼結構水箱,對窯頂進行冷卻,使窯頂溫度保持在100℃以下。但水箱鋼板很易變形、腐蝕,因此不僅要經常檢修,且使用壽命短。如遇水箱漏水,還會造成石灰質量大幅度下降。而工人檢修和搶修時,若高空作業勞動強度高,且不安全,因此很需要改進石灰窯頂的冷卻方法。
硅酸鋁纖維(又稱耐火纖維)是一種新型、高效的耐火材料。它的基本特點是:(1)導熱系數低,為輕質耐火磚的1/3—1/5;(2)容重小,為輕質磚的1/3—1/10;(3)抗熱震性能和抗機械震動性能好。根據國內外經驗,在工業窯頂上應用耐火纖維作內襯和隔熱保溫材料,節約效果顯著,用于連續工作的窯爐可節能5—10 %。由此我們選用Al2O3;Si02,接近1 : 1的普通掛酸鋁纖維來改革水箱冷卻石灰窯頂。這種掛酸鋁纖維是將焦寶石經電爐熔融后,用噴吹法或離心甩絲法制成,它的長期使用溫度最髙可達近1000℃,它的價格也較便宜。
二、硅酸鋁耐火纖維窯頂的制作工藝
目前,有二種基本類型的耐火纖維的使用方法,即纖維貼面爐襯和全纖維爐襯。我們根據石灰窯頂的工作性質,要求保溫性能好,使用壽命長,為此,選擇了全纖維型爐襯,厚度為300mm,窯頂形狀尺寸參照原水箱形狀做成圓環形,環內分三層。上面一層和四周是鋼結構,在三環內鑲嵌珪酸鋁纖維。為防止熱氣流沖刷爐頂,將煙囪在爐內的部位,也用纖維進行保溫。窯頂共分10層,每層纖維毯厚為30mm。
制作時采用銷釘層鋪法,即將銷釘一端按設計要求焊接在鋼板上,然后將硅酸鋁纖維毯一層一層穿過銷釘排好,每層纖維毯之間的縫隙叉開。為防止耐火纖維粉化、剝落,在已鋪好的耐火纖維上面再鋪上一層鐵鋁絲網,最后壓上壓條,擰緊螺幗。
三、硅酸鋁纖維窯頂使用效果
1.使用硅酸鋁纖維窯頂三年來,情況良好,無一處剝落。經測試,煙囪周圍最高溫度為95℃,其它部位均在50〜65℃范圍內。在使用過程中,不需要任何管理、維護工作,大大減輕了勞動強度,還改善了環境。
2.節能效果好。采用硅酸鋁纖維窯頂后,每座石灰窯每年可節約用水2.448萬m3,減少2臺7.5kW水泵,僅年節電就有12000余度。比原水箱冷卻減少的熱損失折合標準煤達220 t/a,總計每年節約人民幣2.1萬元,投資費用可在半年內全部回收。
3.大大地延長了窯頂的使用壽命,提高了有效作業率。
4.杜絕了窯頂因冷卻水箱漏水而造成的石灰質量下降的事故。因此,石灰窯頂使用硅酸鋁耐火纖維的技術經濟效果是顯著的,而耐火纖維在工業窯爐上的推廣應用看來也是值得進行的。