多晶莫來石纖維應用在加熱爐上的優點

　　面對市場競爭的日趨激烈和原燃料價格的上漲，能源消耗占產品成本的比例越來越大。如何利用有效的資源能源，降低能耗，實現經濟可持續發展，是需要探討的重要問題。

　　多晶莫來石纖維是一種以莫來石晶相形式存在的多晶質耐火纖維，是按形成單一晶體—莫來石（3Al2O3·2SiO2）進行化學配方，由可溶性鋁、硅鹽經過高溫完成晶相轉變而制成的。制作過程是在低溫下將有黏度的膠體溶液進行噴吹和甩絲，形成原纖維，再經高溫燒制使其纖維內部的原子成有序排列，組織晶體化，消除處于介穩定的玻璃態，使其使用溫度提高近300 ℃。纖維的耐熱性隨著Al2O3含量的增加而增強，當Al2O3含量大于72%時，使用溫度可超過1 400 ℃。硅酸鋁耐火纖維Al2O3-SiO2相圖見圖1。

　　多晶莫來石纖維形態各異，散狀的纖維棉可作高溫部位夾層的填充料，將散棉用濕法真空成型可制成板、氈、磚、預制件、模塊等各種所需樣式。由于多晶莫來石纖維具有低熱容、低導熱率、低容重、熱敏性能好、高輻射能力等特點，對軋鋼加熱爐來講，是一種高效、輕型的節能材料。

　　1、提高爐頂、燒嘴磚使用壽命

　　爐頂內表面粘貼多晶莫來石纖維后，改善了爐氣對爐頂的直接沖刷，緩沖了爐頂的急冷急熱，爐頂承受的爐溫可降低70～100 ℃，有效防止了耐材的開裂、剝落。板帶廠加熱爐于2005年3月投入使用至今，爐頂除有幾處細小裂紋外，整體狀況良好，爐頂的使用壽命能夠延長至5 a以上，至少節約爐頂大修費用80萬元。由于蓄熱式燃燒技術的特點，經蓄熱后的空氣對燒嘴磚有較大的損壞性。燒嘴磚采用預先成型技術或采用現場澆注技術，維修和更換時難度大。如果在燒嘴磚表面粘貼多晶莫來石纖維，將緩解火焰對燒嘴磚的沖刷，可有效保護燒嘴磚。自粘貼纖維后，燒嘴磚使用2 a后僅出現少量細小裂紋，使用壽命可延長至4 年以上。

　　2、增加輻射傳熱減少熱損失

　　加熱爐高溫區的傳熱方式以輻射傳熱為主，爐氣、爐壁與被加熱鋼坯之間相互進行輻射熱交換。爐壁的黑度一般為0.8，多晶莫來石纖維的黑度為0.95，在相同的供熱條件下，粘貼多晶莫來石纖維后，黑度的提高增強了爐內的熱輻射，進而提高了鋼坯的加熱速度和爐子的加熱能力。在同等爐況條件下，粘貼多晶莫來石纖維后，燃氣消耗降低。經觀測統計，加熱爐檢修前、后各1個月內煤氣單耗分別為1.04 GJ/t和0.98 GJ/t。

　　板帶廠確定爐頂和側墻外表面的10個測溫點，通過測量檢修后與臨近下次檢修時的各點溫度，查看多晶莫來石纖維的脫落情況，檢測結果見表1。由表1可知，在相同爐溫條件下，粘貼多晶莫來石纖維后，爐體外表面平均下降了34.8 ℃，減少了爐體散熱，提高了爐子熱效率。同時，隨著工作環境的改善，給操作人員的現場檢查和操作帶來了方便。

　　3、減少熱慣性，提高產量和加熱質量

　　板帶廠的加熱爐高溫段側墻由澆注料整體澆筑而成，爐頂為可塑料搗打，使用的耐材熱容量較大，且燒嘴采用單蓄熱燃燒方式。這一方面決定了加熱爐在升溫、降溫時存在一定的滯后性，另一方面多晶莫來石纖維可使爐子的熱容量減少，導熱率降低，爐子的升、降溫速度加快，熱慣性減小，利于產量的提高。由于坯料加熱時間的縮短，減少了坯料在加熱爐內的氧化、脫碳，保證了坯料的加熱質量。氧化燒損量由1.22％降為1.20％，提高成材率0.02百分點。

　　實踐證明，在蓄熱式加熱爐上應用多晶莫來石纖維，延長了爐頂的使用壽命，降低了檢修成本；減少了爐體熱量損失，提高了熱效率；縮短了待軋前后的升降溫速度，提高了作業率和成材率。對其它形式的軋鋼加熱爐有借鑒意義，從環保和節能角度考慮，值得推廣。

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