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隨著蓄熱燃燒技術(shù)的進(jìn)一步完善加熱爐向蓄熱化的方向發(fā)展,除了新建的加熱爐將越來越多地采用蓄熱式技術(shù)外,目前改建的加熱爐也逐步進(jìn)行蓄熱化改造,為了適應(yīng)這種變化,對爐用耐火材料提出了更高的要求,尤其是蓄熱材料傳熱和使用性能的好壞已經(jīng)成為制約蓄熱技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。
蓄熱材料主要有三種形式 :蜂窩體、蓄熱球和蓄熱管。在成型方式上,蜂窩體和蓄熱管采用擠注法成型,而蓄熱球則為手工成型和機(jī)制成型;在材料上,蜂窩體主要有堇青石質(zhì)和莫來石質(zhì),而蓄熱球和蓄熱管主要有高鋁質(zhì)和莫來石質(zhì)。目前選用的蓄熱材料主要有蓄熱球和蜂窩體兩種,這兩種蓄熱材料都能滿足加熱爐的使用要求,但它們又有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
一:蓄熱球的特點(diǎn)
蓄熱球具有耐高溫、強(qiáng)度高、使用壽命長、重復(fù)使用性好、成本低的優(yōu)點(diǎn),在蓄熱式加熱爐上得到了廣泛的應(yīng)用。缺點(diǎn)是熱利用率較蜂窩體低,同等產(chǎn)量的加熱爐,填充小球的蓄熱箱要比填充蜂窩體的蓄熱箱體積大,即蓄熱室的斷面積要大,箱體個數(shù)要增加。
二:蜂窩體的特點(diǎn)
蜂窩體由于具有比表面積大、占地面積小、蓄熱能力強(qiáng)、熱利用率高的特點(diǎn),特別是在舊加熱爐改造中,人們希望使用對爐體改動小的蓄熱式燒嘴,此時更是離不開蜂窩蓄熱體。
蜂窩體在燒嘴內(nèi)為直通形式排列,流體中的氧化鐵皮和粉塵微粒等進(jìn)入蓄熱室后,只有前后通道,進(jìn)或退或停留在小方格的直通道內(nèi),積少成多,不僅僅容易堵塞通道,還容易使含鐵粉塵燒溶后,滲透入蜂窩體材料中,形成了AL2O3·SiO2和FeO的晶格相變,進(jìn)一步降低了蜂窩體的熔點(diǎn)溫度 (據(jù)分析降到1138℃以下)。所以在使用蜂窩體的蓄熱式加熱爐現(xiàn)場,經(jīng)??吹綗於氯筇统鰺艿姆涓C體。一般情況下,燒嘴內(nèi)的蜂窩體不易清洗,不可反復(fù)使用,故使用的成本也高。
由于蜂窩體耐火度低、強(qiáng)度低、壽命短、不可重復(fù)使用、使用成本高,這些缺點(diǎn)完全抵消了其熱利用率高的優(yōu)點(diǎn),可謂“節(jié)能不節(jié)錢”。
如某鋼廠的蜂窩體燒嘴的加熱爐,在使用4個月后 ,蜂窩體全部更換一遍 ,更換后爐膛壓力仍高達(dá)90 Pa左右,出鋼爐門處火焰竄出2米多,能耗居高不下,熱效率不到45% ,勞動環(huán)境也十分惡劣。
三:選擇蓄熱體的原則
在空、煤氣除塵洗滌效果好、軋鋼工藝要求“低溫軋制”、有經(jīng)濟(jì)實(shí)力、資金充足條件下,蓄熱材料選用蜂窩體為好,蜂窩體比表面積大,阻力小,燒嘴數(shù)量或體積都可小一點(diǎn),存在問題是價(jià)格高、壽命短、不能清洗等。
在空、煤氣除塵洗滌效果不好、軋鋼工藝溫度要求較高、建造爐子的費(fèi)用少的條件下,蓄熱材料還是選用蓄熱球?yàn)楹?,蓄熱球盡管比表面積小,阻力大,但只要增加燒嘴數(shù)量、選用風(fēng)壓稍高一點(diǎn)的風(fēng)機(jī)即可解決問題,且陶瓷小球使用壽命長,更換方便,可反復(fù)清洗后使用,還可減少爐墻的筑爐耐火料,降低工程造價(jià)。
總結(jié):加熱爐用蓄熱體的耐材研究工作仍需加強(qiáng),隨著蓄熱式技術(shù)的發(fā)展,對使用溫度更高、使用性能更好的蓄熱體耐材的需求將會越來越迫切,這類材料可能是非氧化物材料,甚至采用納米材料或者其它材料,根據(jù)實(shí)際需要開發(fā)研制系列功能型蓄熱體,以滿足蓄熱式加熱爐不同工作條件的要求,如耐高溫型,抗渣型等。
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