Проектирование и строительство футеровки печи непрерывного горячего цинкования и отжига полосовой стали
Обзор:
Процесс горячего цинкования делится на две категории: цинкование в линии и цинкование вне линии, в зависимости от различных методов предварительной обработки. Печь непрерывного отжига для горячего цинкования полосовой стали представляет собой отжиговое оборудование, которое нагревает исходные горячеоцинкованные листы во время процесса цинкования в линии. В зависимости от различных производственных процессов печи непрерывного отжига для горячего цинкования полосовой стали можно разделить на два типа: вертикальные и горизонтальные. Горизонтальная печь фактически аналогична обычной проходной печи непрерывного отжига, которая состоит из трех основных частей: печи предварительного нагрева, восстановительной печи и секции охлаждения. Вертикальная печь также называется башенной печью, которая состоит из секции нагрева, секции томления и секции охлаждения.
Конструкция футеровки печей непрерывного отжига полосовой стали
Башенные печи
(1) Секция нагрева (печь предварительного нагрева) использует в качестве топлива сжиженный углеводородный газ. Газовые горелки расположены по высоте стенки печи. Полосовая сталь нагревается в противотоке печного газа, который представляет собой слабую окислительную атмосферу. Секция нагрева (печь предварительного нагрева) имеет подковообразную структуру, а ее верхняя часть и высокотемпературная зона, где расположены сопла горелок, имеют высокие температуры и высокие скорости очистки воздушным потоком, поэтому для футеровки стен печи используются легковесные огнеупорные материалы, такие как высокоалюминиевый легкий кирпич CCEFIRE, теплоизоляционный кирпич и плиты из силиката кальция. Низкотемпературная зона секции нагрева (печь предварительного нагрева) (зона входа полосовой стали) имеет низкую температуру и низкую скорость очистки воздушным потоком, поэтому в качестве материалов для футеровки стен часто используют модули из керамического волокна CCEWOOL.
Размеры облицовки стен каждой части следующие:
А. Верхняя часть нагревательной секции (печь предварительного нагрева).
В качестве футеровки верхней части печи выбраны легковесные огнеупорные кирпичи CCEFIRE с высоким содержанием алюминия.
B. Зона высокой температуры нагревательной секции (печь предварительного нагрева) (зона выпуска полосы)
Футеровка зоны высоких температур всегда состоит из следующих слоев материалов:
CCEFIRE Высокоалюминиевые легкие кирпичи (горячая поверхность облицовки стен)
Теплоизоляционные кирпичи CCEFIRE
Плиты силиката кальция CCEWOOL (холодная поверхность облицовки стен)
В зоне низких температур для футеровки используются модули из керамического волокна CCEWOOL (объемная плотность 200 кг/м3), содержащие цирконий.
(2) В секции томления (восстановительной печи) в качестве источника тепла печи восстановления полосы используется газовая излучающая труба. Газовые излучающие трубы расположены по высоте печи. Полоса проходит и нагревается между двумя рядами газовых излучающих труб. Печь представляет собой восстановительный печной газ. При этом всегда поддерживается избыточное давление. Поскольку термостойкость и теплоизоляция керамического волокна CCEWOOL значительно снижаются под действием избыточного давления и восстановительной атмосферы, необходимо обеспечить хорошую огнестойкость и теплоизоляционные свойства футеровки печи и минимизировать вес печи. Кроме того, футеровка печи должна строго контролироваться, чтобы избежать падения шлака и гарантировать, что поверхность оцинкованного исходного листа будет гладкой и чистой. Учитывая, что максимальная температура в зоне восстановления не превышает 950 ℃, стенки печи в зоне выдержки (печи восстановления) выполнены с использованием высокотемпературной теплоизоляционной конструкции из керамического волокна CCEWOOL или хлопчатобумажной ткани, расположенной между двумя слоями жаропрочной стали. Это означает, что керамический волокнистый слой CCEWOOL или хлопчатобумажный материал проложен между двумя стальными листами. Промежуточный слой из керамического волокна состоит из следующих керамических волокон:
В качестве слоя жаропрочной листовой стали на горячей поверхности используются маты из циркониевого волокна CCEWOOL.
Средний слой состоит из матов из высокочистого керамического волокна CCEWOOL.
Слой, прилегающий к холодной поверхности стальной пластины, изготовлен из обычного керамического волокна CCEWOOL.
Верхняя часть и стенки томильной секции (восстановительной печи) имеют ту же конструкцию, что и выше. В печи поддерживается восстановительный газ, содержащий 75% H₂ и 25% N₂, для осуществления рекристаллизационного отжига полосовой стали и восстановления оксида железа на её поверхности.
(3) Секция охлаждения: охлаждаемые воздухом радиационные трубы охлаждают полосу от температуры печи (700–800 °C) в секции выдержки (восстановительной печи) до температуры цинкования в ванне (460–520 °C), а секция охлаждения поддерживает восстановительный газ печи.
Футеровка секции охлаждения выполнена в виде плиточной структуры из высокочистого керамического волокна CCEWOOL.
(4) Соединение секций нагревательной секции (печь предварительного нагрева), томильной секции (печь восстановления) и охлаждающей секции и т. д.
Вышеизложенное показывает, что процесс отжига холоднокатаной полосовой стали перед горячим цинкованием должен проходить через такие процессы, как нагрев-выдержка-охлаждение, и каждый процесс выполняется в различных структурах и независимых печных камерах, которые называются печью предварительного нагрева, восстановительной печью и камерой охлаждения соответственно, и они составляют установку непрерывного отжига полосы (или отжиговую печь). В процессе отжига полосовая сталь непрерывно проходит через вышеупомянутые независимые печные камеры с максимальной линейной скоростью 240 м/мин. Чтобы предотвратить окисление полосовой стали, соединительные секции осуществляют соединение между независимыми камерами, что не только предотвращает окисление полосовой стали на стыках независимых печных камер, но и обеспечивает герметизацию и сохранение тепла.
В соединительных секциях между отдельными помещениями в качестве облицовочных материалов используются материалы из керамического волокна. Конкретные материалы и конструкции следующие:
В футеровке использованы изделия из керамического волокна CCEWOOL и полноволокнистая структура плиточных керамических модулей. То есть, горячая поверхность футеровки выполнена из циркониевых керамических модулей CCEWOOL и плиточных матов из обычного керамического волокна CCEWOOL (холодная поверхность).
Печь горизонтальной конструкции
В зависимости от различных технологических требований к каждой части горизонтальной печи, печь можно разделить на пять секций: секцию предварительного нагрева (секция PH), секцию безокислительного нагрева (секция NOF), секцию томления (секция нагрева с помощью радиационных труб; секция RTF), секцию быстрого охлаждения (секция JFC) и секцию управления (секция TDS). Конкретные структуры футеровки следующие:
(1) Секция предварительного нагрева:
Верхняя часть и стенки печи облицованы композитной футеровкой, состоящей из модулей из керамического волокна CCEWOOL и керамических волокнистых матов. Низкотемпературная футеровка выполнена из слоя волокнистых матов CCEWOOL 1260, сжатых до 25 мм, а горячая поверхность – из складчатых блоков из цирконийсодержащего волокна CCEWOOL. Футеровка высокотемпературных частей выполнена из слоя волокнистого мата CCEWOOL 1260, а горячая поверхность – из керамических волокнистых модулей.
Под печи выполнен из композитной футеровки из легкого глиняного кирпича и модулей из керамического волокна; низкотемпературные части выполнены из композитной конструкции из легкого глиняного кирпича и модулей из керамического волокна, содержащего цирконий, а высокотемпературные части выполнены из композитной конструкции из легкого глиняного кирпича и модулей из керамического волокна.
(2) Нет секции нагрева окисления:
Верхняя часть печи имеет композитную структуру из модулей и одеял из керамического волокна, а задняя футеровка состоит из 1260 одеял из керамического волокна.
Общие части стен печи: композитная футеровка печи из легковесного высокоглиноземистого кирпича CCEFIRE + легковесный теплоизоляционный кирпич CCEFIRE (объемная плотность 0,8 кг/м3) + керамические волокнистые маты CCEWOOL 1260 + плиты из силиката кальция CCEWOOL.
Горелки стен печи имеют композитную футеровку из легковесных высокоглиноземистых кирпичей CCEFIRE + легковесных теплоизоляционных кирпичей CCEFIRE (объемная плотность 0,8 кг/м3) + 1260 матов из керамического волокна CCEWOOL + плиты из силиката кальция CCEWOOL.
(3) Секция замачивания:
Верхняя часть печи имеет композитную футеровку из керамических волокнистых плит CCEWOOL.
Время публикации: 10 мая 2021 г.
