工業(yè)窯爐襯里結(jié)構(gòu)及耐火材料的優(yōu)化配置
發(fā)布日期：2020-10-24 類別:公司新聞 瀏覽量: 3863 times
工業(yè)窯爐需要有襯里材料為其運(yùn)行保駕護(hù)航。為保證襯里材料更好地服務(wù)于各種窯爐設(shè)備，專家對耐火材料進(jìn)行了一系列的優(yōu)化配置，以達(dá)到窯爐襯里長壽的預(yù)期目的。
1.襯里結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性
耐火材料是高溫應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)，襯里材料的好壞對整個工程能否順利投產(chǎn)，起著舉足輕重的作用。因此，結(jié)合襯里材料性能與相關(guān)工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)尤為重要。也就是說，既要工藝完整，又要材料配置合理。
2.高性能的襯里材料
襯里材料在使用過程中，不可避免要遭受環(huán)境溫度變化的作用，如：烘爐、升溫及操作過程中的溫度變動、蒸汽吹掃、開停車溫度升降等。使用時操作平穩(wěn)，避免急冷急熱對襯里造成破壞，提高材料熱震穩(wěn)定性能，將有利于延長襯里使用壽命。襯里是在高溫環(huán)境下使用的，在高溫狀態(tài)下要熱膨脹，并因此受到擠壓而產(chǎn)生熱應(yīng)力。當(dāng)襯里的內(nèi)部應(yīng)力超過其本身強(qiáng)度時，就要產(chǎn)生剝落損毀等。針對使用工況的特殊性與苛刻性，對襯里材料的性能提出了更高的要求。目前在襯里性能方面的優(yōu)化配置主要體現(xiàn)
在以下幾個方面：
①自流澆注料.自流澆注料是一種集優(yōu)良的流動性、密實(shí)性、穩(wěn)定性于一體的新興高科技材料，被稱為第四代澆注料。只依靠材料的自重可以達(dá)到自動攤平、脫氣、密實(shí)，形成結(jié)構(gòu)性能均一的襯體。具有無須振動或稍加外力輔助振動即可成型、無噪音污染、勞動強(qiáng)度低、縮短工作周期、襯體結(jié)構(gòu)和性能均勻、襯體性能和試塊性能的可比性強(qiáng)等特點(diǎn)，可使用在滑閥、錐段等變徑施工不易部位。目前，GZ-16自流型高鋁澆注料已成功用于催化裂化新建裝置的三旋煙道錐段部分，以其優(yōu)異的施工性能，獲得了廠方及施工方的一致好評，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。
②高沖刷部位高耐磨襯里材料。磷酸鹽結(jié)合高耐磨襯里材料GP-2AM（AA料）克服了傳統(tǒng)雙組分磷酸鹽結(jié)合高耐磨襯里材料的缺點(diǎn)，具有生產(chǎn)供貨周期短、使用方便、施工性能優(yōu)良、溫度敏感性低、不鼓脹、凝結(jié)時間可調(diào)、物理力學(xué)性能優(yōu)良等特點(diǎn)。同時，應(yīng)各用戶和使用環(huán)境要求，替代磷酸鹽結(jié)合高耐磨襯里的水硬性高耐磨材料GT-2AS（AB料）具有更加優(yōu)良的物理力學(xué)性能和更方便的施工性能。
③熱工窯爐用耐熱材料。沒有介質(zhì)沖刷，操作溫度高，要求襯里材料具有良好的隔熱性能。目前，常用的陶粒、膨脹珍珠巖耐火度低，不能適應(yīng)高溫環(huán)境，我們通過擴(kuò)展耐火原料，采用部分高檔合成原料，開發(fā)出一系列適應(yīng)各類熱工窯爐各溫度段的耐熱襯里。該類產(chǎn)品具有導(dǎo)熱系數(shù)小、線變化率低、施工性能好等特點(diǎn)。
④催化裂化裝置用隔熱耐磨襯里。催化裂化是重油輕質(zhì)化重要的二次加工手段，是各煉油廠的核心裝置，它屬于高溫、高壓裝置，內(nèi)件多且形狀復(fù)雜，存在流化催化劑的高速沖刷，所以必須采用不定形耐火材料在金屬器壁內(nèi)作隔熱耐磨襯里。
⑤低鐵型隔熱耐磨襯里。耐火材料氣孔中沉積的炭黑引起內(nèi)應(yīng)力，損毀決定于炭黑的局部濃度。該濃度受鐵夾雜物的分布及力度大小的影響。針對此類侵蝕，通過引進(jìn)新原料及人工合成新原料，開發(fā)出了一系列低鐵隔熱耐磨襯里---LT-6C系列，滿足有特殊要求的催化裂化襯里設(shè)計(jì)，取得了不錯的效果和良好的業(yè)績。LT-6C耐高溫系列單層襯里材料采用優(yōu)質(zhì)人工合成輕質(zhì)莫來石熟料作為骨料，純鋁酸鹽水泥作為結(jié)合劑，引入高效外加劑而配制成散裝耐火材料。這種耐火材料經(jīng)過精料、精配后，能達(dá)到自反應(yīng)、自燒結(jié)和自膨脹，成型烘烤后可直接使用，能節(jié)約大量能源。該材料現(xiàn)場加合適的液體調(diào)配即可施工，施工機(jī)具少、能任意造型，采用獨(dú)特配方，將輕質(zhì)、耐高溫、隔熱、耐磨、低鐵等普通耐火材料不能具備的性能齊聚一身。
⑥環(huán)境適應(yīng)性技術(shù)。環(huán)境適應(yīng)性技術(shù)是指不定形耐火材料通過引入復(fù)合外加劑，能在施工條件惡劣的低溫環(huán)境和高溫環(huán)境下正常施工，這種能夠適應(yīng)各種環(huán)境溫度施工的材料技術(shù)，是環(huán)境適應(yīng)性技術(shù)。高溫環(huán)境指高于35℃的施工環(huán)境，一般結(jié)合劑鋁酸鹽水泥屬快硬物質(zhì)，高溫環(huán)境會加速水泥水化的進(jìn)程，產(chǎn)生大量的水化熱，水化熱的產(chǎn)生促進(jìn)了水泥結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的增長，使襯里材料迅速硬化，失去施工性能；低溫環(huán)境指低于10℃的施工環(huán)境，在低溫環(huán)境下，水泥水化反應(yīng)減慢，甚至因?yàn)闇囟冗^低而導(dǎo)致材料無法硬化。
針對此種情況，通過高溫試驗(yàn)室的大批量模擬試驗(yàn)，掌握高溫緩凝技術(shù)，能夠使材料在50℃環(huán)境溫度下，施工時間從30分鐘延長至兩小時不等，并能滿足物理力學(xué)性能；而在低溫試驗(yàn)中，在5℃環(huán)境溫度下，仍可保證材料在3小時內(nèi)硬化、8小時內(nèi)脫模。
3.高質(zhì)量的襯里施工、養(yǎng)護(hù)和烘干
隨著襯里材料性能的發(fā)展，材料性能對加水量、攪拌分散、養(yǎng)護(hù)等因素更敏感，對施工技術(shù)提出了更高要求。此外，襯里的養(yǎng)護(hù)和烘烤對襯里能夠達(dá)到最佳狀態(tài)是非常重要的。實(shí)際設(shè)備烘爐時，都是各個設(shè)備串聯(lián)在一起，由于各個設(shè)備離熱源的遠(yuǎn)近不同，升溫快慢不一，應(yīng)充分考慮設(shè)備及管道的各個部位，可延長烘爐時間，使襯里各部位達(dá)到或接近熱處理要求。從使用上看，升溫越慢，保溫越長、水分烘得越透越好。
綜上所述，通過對襯里結(jié)構(gòu)及襯里材料的優(yōu)化配置，可以更好地達(dá)到提高使用壽命、輔助各類熱工窯爐長久、穩(wěn)定運(yùn)行的目的。為保證襯里材料的高性能及穩(wěn)定性，材料生產(chǎn)廠家應(yīng)注意“原料是質(zhì)量隱患的源頭，穩(wěn)定是原料的第一選擇”,生產(chǎn)過程盡量減少不可控因素，實(shí)現(xiàn)自動化、機(jī)械化、管控一體化生產(chǎn)；每一道工序都應(yīng)有具體的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和工藝規(guī)程，并要保證設(shè)備處于正常狀態(tài)；檢測設(shè)備要規(guī)范，盡量與國家檢測機(jī)構(gòu)的檢測設(shè)備一致。
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