Entwurf und Bau einer Auskleidung für einen kontinuierlichen Feuerverzinkungs-Glühofen für Bandstahl
Überblick:
Das Feuerverzinkungsverfahren wird anhand unterschiedlicher Vorbehandlungsmethoden in zwei Kategorien unterteilt: Inline- und Out-of-Line-Verzinkung. Der kontinuierliche Feuerverzinkungs-Glühofen für Bandstahl ist eine Glühanlage, die die feuerverzinkten Rohbleche während des Inline-Verzinkungsprozesses erwärmt. Je nach Produktionsprozess lassen sich kontinuierliche Feuerverzinkungs-Glühöfen für Bandstahl in vertikale und horizontale Öfen unterteilen. Der horizontale Ofen ähnelt dem üblichen Durchlauf-Glühofen und besteht aus drei Hauptteilen: einem Vorwärmofen, einem Reduktionsofen und einem Kühlbereich. Der vertikale Ofen, auch Turmofen genannt, besteht aus einem Heizbereich, einem Haltebereich und einem Kühlbereich.
Auskleidungsstruktur von Bandstahl-Durchlaufglühöfen
Turmöfen
(1) Der Heizabschnitt (Vorwärmofen) wird mit Flüssiggas befeuert. Gasbrenner sind entlang der Ofenwand angeordnet. Das Stahlband wird im Gegenstrom des Ofengases erhitzt, wodurch eine schwach oxidierende Atmosphäre entsteht. Der Heizabschnitt (Vorwärmofen) hat eine hufeisenförmige Struktur. Im oberen Bereich und in der Hochtemperaturzone mit den Brennerdüsen herrschen hohe Temperaturen und starke Luftströmungen. Daher werden die Ofenwände mit leichten, feuerfesten Materialien wie CCEFIRE-Leichtbausteinen mit hohem Aluminiumgehalt, Wärmedämmsteinen und Calciumsilikatplatten ausgekleidet. In der Niedertemperaturzone des Heizabschnitts (Eintrittsbereich des Stahlbandes) herrschen niedrigere Temperaturen und geringere Luftströmungen. Daher werden für die Wandauskleidung häufig CCEWOOL-Keramikfasermodule verwendet.
Die Wandverkleidungsabmessungen der einzelnen Bauteile sind wie folgt:
A. Der obere Teil des Heizbereichs (Vorwärmofen).
Für die Auskleidung der Ofenoberseite wurden CCEFIRE Leichtbausteine aus hochaluminiumhaltigem Feuerfestmaterial ausgewählt.
B. Hochtemperaturzone (Streifenabstichzone) des Heizbereichs (Vorwärmofen)
Die Auskleidung der Hochtemperaturzone besteht stets aus folgenden Materialschichten:
CCEFIRE Leichtbausteine mit hohem Aluminiumgehalt (die heiße Oberfläche der Wandverkleidung)
CCEFIRE Dämmsteine
CCEWOOL Calciumsilikatplatten (die kalte Oberfläche der Wandverkleidung)
Die Niedertemperaturzone wird mit CCEWOOL-Keramikfasermodulen (Volumendichte 200 kg/m³) ausgekleidet, die Zirkonium enthalten.
(2) Im Glühbereich (Reduktionsofen) dient ein Gasstrahlrohr als Wärmequelle für den Bandreduktionsofen. Die Gasstrahlrohre sind über die gesamte Ofenhöhe angeordnet. Das Band wird zwischen zwei Reihen von Gasstrahlrohren hindurchgeführt und erhitzt. Der Ofen ist mit reduzierendem Ofengas beaufschlagt. Gleichzeitig wird ein Überdruck aufrechterhalten. Da die Hitzebeständigkeit und Wärmedämmung von CCEWOOL-Keramikfasern unter Überdruck und reduzierender Atmosphäre stark abnehmen, ist es notwendig, eine gute Feuerbeständigkeit und Wärmedämmung der Ofenauskleidung zu gewährleisten und das Ofengewicht zu minimieren. Darüber hinaus muss die Ofenauskleidung sorgfältig kontrolliert werden, um Schlackenablagerungen zu vermeiden und eine glatte und saubere Oberfläche des verzinkten Rohblechs sicherzustellen. Da die maximale Temperatur im Reduktionsbereich 950 °C nicht überschreitet, sind die Ofenwände des Reduktionsbereichs (Reduktionsofen) mit einer Hochtemperatur-Isolierschicht aus CCEWOOL-Keramikfasermatten oder Baumwolle versehen, die zwischen zwei Lagen hitzebeständigen Stahls eingebettet ist. Die Keramikfaserschicht besteht aus folgenden Keramikfaserprodukten:
Die hitzebeständige Stahlblechschicht auf der heißen Oberfläche besteht aus CCEWOOL-Zirkoniumfasermatten.
Die mittlere Schicht besteht aus CCEWOOL-Hochreinheits-Keramikfasermatten.
Die Schicht direkt neben der kalten Stahloberfläche besteht aus gewöhnlicher CCEWOOL-Keramikfaser-Baumwolle.
Die Oberseite und die Wände des Glühbereichs (Reduktionsofen) weisen die gleiche Konstruktion wie oben beschrieben auf. Der Ofen verwendet ein Reduktionsgasgemisch aus 75 % H₂ und 25 % N₂, um die Rekristallisationsglühung des Bandstahls und die Reduktion des Eisenoxids auf dessen Oberfläche zu erreichen.
(3) Kühlteil: Die luftgekühlten Strahlungsrohre kühlen das Band von der Ofentemperatur (700-800°C) des Glühteils (Reduktionsofen) auf die Zinkbadverzinkungstemperatur (460-520°C) ab, und der Kühlteil hält das Reduktionsofengas aufrecht.
Die Auskleidung des Kühlbereichs besteht aus CCEWOOL-Hochreinheitskeramikfasermatten in Fliesenstruktur.
(4) Verbindungsabschnitte des Heizabschnitts (Vorwärmofen), des Glühabschnitts (Reduktionsofen) und des Kühlabschnitts usw.
Wie oben dargestellt, umfasst der Glühprozess von kaltgewalztem Bandstahl vor dem Feuerverzinken mehrere Schritte wie Erhitzen, Halten und Abkühlen. Jeder dieser Schritte wird in separaten Ofenkammern mit unterschiedlicher Struktur durchgeführt. Diese werden als Vorwärmofen, Reduktionsofen und Kühlkammer bezeichnet und bilden zusammen die kontinuierliche Bandglühanlage (oder den Glühofen). Während des Glühprozesses durchläuft der Bandstahl diese Ofenkammern kontinuierlich mit einer maximalen Fördergeschwindigkeit von 240 m/min. Um die Oxidation des Bandstahls zu verhindern, verbinden Verbindungsstücke die einzelnen Kammern. Diese verhindern nicht nur die Oxidation des Bandstahls an den Verbindungsstellen der Ofenkammern, sondern gewährleisten auch die Abdichtung und Wärmespeicherung.
Die Verbindungsstücke zwischen den einzelnen Räumen sind mit Keramikfasermaterialien ausgekleidet. Die spezifischen Materialien und Konstruktionen sind wie folgt:
Die Auskleidung besteht aus CCEWOOL-Keramikfaserprodukten und der Vollfaserstruktur von gefliesten Keramikfasermodulen. Das heißt, die warme Seite der Auskleidung besteht aus CCEWOOL-Zirkonium-haltigen Keramikfasermodulen und gefliesten CCEWOOL-Standardkeramikfasermatten (kalte Seite).
Horizontaler Strukturofen
Entsprechend den unterschiedlichen technologischen Anforderungen der einzelnen Bereiche des Horizontalofens lässt sich dieser in fünf Abschnitte unterteilen: einen Vorwärmabschnitt (PH-Abschnitt), einen Abschnitt mit nicht-oxidierender Erwärmung (NOF-Abschnitt), einen Glühabschnitt (Strahlungsrohr-Reduktionsabschnitt; RTF-Abschnitt), einen Schnellkühlabschnitt (JFC-Abschnitt) und einen Lenkabschnitt (TDS-Abschnitt). Die spezifischen Auskleidungsstrukturen sind wie folgt:
(1) Der Vorheizabschnitt:
Die Oberseite und die Wände des Ofens sind mit einer Verbundauskleidung aus CCEWOOL-Keramikfasermodulen und -Keramikfasermatten versehen. Die Niedertemperaturauskleidung besteht aus einer 25 mm dicken Schicht CCEWOOL-1260-Fasermatten, während die Heißseite mit gefalteten CCEWOOL-Zirkonfaserblöcken ausgekleidet ist. Die Hochtemperaturbereiche sind ebenfalls mit einer Schicht CCEWOOL-1260-Fasermatten ausgekleidet, und die Heißseite besteht aus Keramikfasermodulen.
Der Ofenboden ist mit einer gestapelten Verbundauskleidung aus leichten Tonziegeln und Keramikfasermodulen versehen; die Niedertemperaturteile bestehen aus einer Verbundstruktur aus leichten Tonziegeln und zirkoniumhaltigen Keramikfasermodulen, während die Hochtemperaturteile ebenfalls aus einer Verbundstruktur aus leichten Tonziegeln und Keramikfasermodulen bestehen.
(2) Keine Oxidationsheizungssektion:
Die Oberseite des Ofens besteht aus einer Verbundkonstruktion aus Keramikfasermodulen und Keramikfasermatten, die Rückseite ist mit 1260 Keramikfasermatten ausgekleidet.
Die gemeinsamen Teile der Ofenwände: eine Verbundofenauskleidung aus CCEFIRE Leichtbausteinen mit hohem Aluminiumoxidgehalt + CCEFIRE Leichtbausteinen mit Wärmedämmung (Volumendichte 0,8 kg/m³) + CCEWOOL 1260 Keramikfasermatten + CCEWOOL Calciumsilikatplatten.
Die Brenner der Ofenwände weisen eine Verbundofenauskleidungsstruktur auf, bestehend aus CCEFIRE Leichtbau-Hochtonerdeziegeln + CCEFIRE Leichtbau-Wärmedämmziegeln (Volumendichte 0,8 kg/m³) + 1260 CCEWOOL Keramikfasermatten + CCEWOOL Calciumsilikatplatten.
(3) Einweichbereich:
Die Oberseite des Ofens ist mit einer Verbundofenauskleidung aus CCEWOOL-Keramikfaserplatten versehen.
Veröffentlichungsdatum: 10. Mai 2021
