耐火纖維噴涂技術(shù)在冶金加熱爐上的運(yùn)用

張 豐，胡 浩

（南京凈環(huán)熱冶金工程有限公司，江蘇 南京 210000）

耐火纖維噴涂技術(shù)屬于一項(xiàng)新型的工業(yè)技術(shù)，在我國發(fā)展的過程中，成為了非常實(shí)用的一種工業(yè)技術(shù)，在加熱爐等熱工設(shè)備中應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)隔熱、耐火以及保溫的效果，對于爐殼以及錨固件燒損的預(yù)防十分有效，使得爐殼散熱損失顯著降低，提升了熱爐的作業(yè)率以及熱效率，將耐火爐襯的應(yīng)用壽命進(jìn)行了延長，為加熱爐穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)以及能耗降低提供了相應(yīng)的保障。

1 耐火纖維噴涂技術(shù)以及應(yīng)用

1.1 耐火纖維噴涂技術(shù)

耐火纖維噴涂技術(shù)屬于纖維施工機(jī)械化當(dāng)中的全新工藝技術(shù)，具體來說便是利用專用的纖維噴涂機(jī)，將完成預(yù)處理散狀纖維棉高壓從噴槍中送出。此外，結(jié)合劑利用專用的泵，經(jīng)過噴槍均勻的噴入到纖維流中[1]。兩者外混一體，在各種工作的表面直接進(jìn)行噴涂，這樣可構(gòu)成三維網(wǎng)絡(luò)狀制品結(jié)構(gòu)，非常均勻和牢固，在工作面當(dāng)中平整的粘附。在正式施工的過程中，結(jié)合纖維噴涂層具體的工作環(huán)境以及相應(yīng)的厚度，應(yīng)用相應(yīng)的螺柱焊錨固件，纖維噴涂料可對纖維制品施工缺陷進(jìn)行有效彌補(bǔ)，以便使纖維制品的綜合性能進(jìn)行提升，使其更新?lián)Q代。

1.2 纖維噴涂技術(shù)的有效應(yīng)用

我國曾在1981年，對硅酸鋁纖維進(jìn)行了重點(diǎn)推廣，所以耐火纖維材料的使用，有了非常大的發(fā)展速度，纖維爐襯因?yàn)槿萘糠浅］p、熱容量比較小，所以導(dǎo)熱系數(shù)比較低。在完成施工之后，并不需要烘爐，加熱爐便可直接投產(chǎn)使用。經(jīng)過相關(guān)的實(shí)踐證明，因?yàn)槔w維貳次制品氈毯的施工工藝，使得纖維襯的應(yīng)用壽命非常短暫，對其實(shí)施維修的工作量十分頻繁，具體的缺陷包括：其一，制品安裝的過程中，需要手工勞動(dòng)強(qiáng)度比較大，并且要投入大量的人力，施工速度比較慢，質(zhì)量也很難得到保障，并且施工的環(huán)境比較惡劣。其二，纖維制品單元之間存在接縫，在遇到溫度變化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的熱收縮，所以整體效果并不理想，使得密封隔熱性能不強(qiáng)，容易發(fā)生竄火的情況；其三，異形面，異形結(jié)構(gòu)處并不能使用錨固，露點(diǎn)腐蝕會(huì)使錨固件產(chǎn)生損壞、纖維氈以及纖維塊發(fā)生脫落；其四，制品在實(shí)際施工的過程中，壓縮安裝的密度與設(shè)計(jì)要求會(huì)產(chǎn)生不符合的問題；其五，如果局部有損壞產(chǎn)生，錨固的整體強(qiáng)度也會(huì)有所下降，之后的搶修工作會(huì)存在一定的困難[2]。纖維噴涂以優(yōu)質(zhì)纖維原棉、高性能纖維系統(tǒng)機(jī)結(jié)合劑作為相應(yīng)的原材料，給機(jī)械化施工帶來了可行性。除了有纖維氈、纖維毯、折疊塊等相應(yīng)的共性以外，纖維噴涂整體沒有任何的接縫，異形面比價(jià)容易施工，并且進(jìn)度比較快，質(zhì)量優(yōu)。這些特征和優(yōu)勢是常規(guī)纖維制品安裝爐襯沒有的，更是無法取代的。纖維噴涂工藝為冶金工程熱工設(shè)備的發(fā)展提供了非常完善的耐火以及保溫性能，隔熱保護(hù)技術(shù)也非常理想。

2 耐火纖維噴涂材料的特征以及應(yīng)用性能

耐火纖維噴涂特征。纖維噴涂技術(shù)的特征主要包括：其一，一次性噴涂所獲得的襯層，從整體角度進(jìn)行分析，沒有任何的接縫，散狀棉噴涂當(dāng)中，所產(chǎn)生的形狀為三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，對纖維制品在高溫情況下產(chǎn)生的定向收縮問題進(jìn)行了解決，是對以往疊加以及層鋪等施工技術(shù)的彌補(bǔ)，不會(huì)產(chǎn)生單元間的接縫問題缺陷。這樣可對竄氣、露點(diǎn)等腐蝕問題對錨固釘產(chǎn)生的危害進(jìn)行消除，使得保溫、隔熱以及封閉性能有所提升。其二，應(yīng)用纖維噴涂技術(shù)可以使比較復(fù)雜的異形面的施工復(fù)雜程度降低，如拐角、球面以及爐門等部分的整體錨固，使得異形結(jié)合處的密封性能有所提升。噴涂施工不但實(shí)用而且非常便捷，靈活性非常強(qiáng)，不但使錨固件的品種有所減少，還將制品的包扎、設(shè)計(jì)和相應(yīng)安裝復(fù)雜程度進(jìn)行了減小，對施工質(zhì)量以及整體光潔美觀性進(jìn)行了保障[3]。其三，噴涂纖維襯層與纖維制品安裝襯密度大、有著非常強(qiáng)的結(jié)合力，與平鋪氈以及毯子的導(dǎo)熱系數(shù)相比，更低一些。

比立鋪折疊塊的熱強(qiáng)度要高一些，襯層更加堅(jiān)固，并且十分的平整以及均勻。其中的抗風(fēng)蝕以及侵蝕能力非常強(qiáng)，表層當(dāng)中的硬質(zhì)處理耐氣流沖刷以及震動(dòng)。其四，噴涂襯層纖維是彼此交織在一起的，共同構(gòu)成單位空間的整體，與結(jié)合劑共同產(chǎn)生了粘結(jié)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其嚴(yán)密性非常好。錨固件在噴涂層內(nèi)埋設(shè)，不會(huì)對熱量進(jìn)行直接傳遞，爐殼表面散熱以及襯層材料當(dāng)中的蓄熱損失與常規(guī)安裝相比會(huì)比較低，產(chǎn)生的制品襯層更小一些。使得加熱爐的熱效率有了非常大的提升。

3 耐火纖維噴涂技術(shù)在冶金爐窯中的應(yīng)用實(shí)例

纖維噴涂技術(shù)的有效應(yīng)用，針對加熱爐的能源節(jié)約，施工周期縮短、減小搶修時(shí)間等有著非常大的幫助作用，促進(jìn)冶金行業(yè)進(jìn)一步向耐火、焦化以及煉鐵、煉鋼以及軋鋼等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的理性性能邁進(jìn)。

例如：某鋼廠的厚板廠連續(xù)推鋼式加熱爐，在30年前建設(shè)完成，預(yù)熱段爐頂以及排煙系統(tǒng)原設(shè)計(jì)屬于輕型纖維爐襯結(jié)構(gòu)。對于纖維氈折疊塊弓形件串頂固定方式的安裝應(yīng)用，爐子的內(nèi)部溫度要保障在1400℃，爐尾煙氣溫度在950℃～1050℃之間。在運(yùn)行了一年半的時(shí)間之后，預(yù)熱段的爐頂纖維塊發(fā)生了脫落的情況，并且范圍非常大，之后排煙豎煙道當(dāng)中的纖維塊也有非常嚴(yán)重的脫落情況，導(dǎo)致鋼板燒壞、頂梁燒彎。之后，對其實(shí)施了多次補(bǔ)修，但是起到的效果并不是非常的理想。最后，經(jīng)過論證，預(yù)熱段爐頂搗打澆注料，豎煙道使用的是纖維噴涂，并更換了新的鋼板，具體的噴涂厚度為200mm。經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，纖維噴涂襯層的應(yīng)用效果十分理想，爐殼的溫度測試最高只有50℃。但是，預(yù)熱段當(dāng)中的澆筑料爐頂還是出現(xiàn)了坍塌情況，對生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的影響。

30年前建設(shè)的厚板廠步進(jìn)板坯加熱爐的建設(shè)，推鋼爐噴涂纖維襯性能產(chǎn)生的優(yōu)勢非常多，步進(jìn)爐當(dāng)中全部的纖維隔熱、保溫部分都對噴涂施工進(jìn)行了應(yīng)用，其中包括預(yù)熱段爐頂，由之前應(yīng)用的吊掛磚整體澆筑革新成了機(jī)械噴涂。因此，在噴涂纖維的工作中，使用了分體以及分部作業(yè)，不但使高空作業(yè)的施工作業(yè)有所降低，還將工期進(jìn)行了縮短，節(jié)約了大量的材料。從建爐一直到今天，噴涂纖維襯所產(chǎn)生的效果非常理想，與同樣利用推鋼式爐相比較，產(chǎn)生的節(jié)能效果為15%，此外鋼坯的加熱速度更快，質(zhì)量也更加突出。

4 結(jié)語

總之，耐火纖維噴涂技術(shù)在冶金加熱爐上的運(yùn)用，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效果十分理想，在實(shí)例中，該廠厚板廠兩座爐測試的結(jié)果有著很大的不同。并且應(yīng)用纖維噴涂爐襯對耐火磚及澆筑料襯進(jìn)行替換，可使?fàn)t墻的厚度減少50%，爐子的重量也會(huì)有所減輕，大概為1/3，基礎(chǔ)費(fèi)用的降低為35%。同時(shí)，可對結(jié)構(gòu)用鋼材量進(jìn)行節(jié)省，極大的節(jié)省了物力以及人力，總造價(jià)平均可減少10%左右。