Проектування та будівництво нагрівальної футерівки ковпакових печей
Огляд:
Ковпакові печі в основному використовуються для світлого відпалу та термічної обробки, тому вони є печами періодичної дії з різною температурою. Температура в них переважно тримається в межах від 650 до 1100 ℃ і змінюється залежно від часу, заданого в системі нагріву. Залежно від завантаження ковпакових печей, існують два типи: квадратна ковпакова піч та кругла ковпакова піч. Джерелами тепла ковпакових печей здебільшого є газ, потім електрика та легке паливо. Як правило, ковпакові печі складаються з трьох частин: зовнішньої кришки, внутрішньої кришки та печі. Пристрій згоряння зазвичай встановлений на зовнішній кришці, ізольованій тепловим шаром, а заготовки розміщуються у внутрішній кришці для нагрівання та охолодження.
Дзвіноподібні печі мають добру герметичність, низькі тепловтрати та високу теплову ефективність. Крім того, їм не потрібні ні дверцята печі, ні підйомний механізм, ні інші різні механічні передавальні механізми, тому вони економлять кошти та широко використовуються в печах для термічної обробки заготовок.
Дві найважливіші вимоги до матеріалів для футеровки печей - це легка вага та енергоефективність нагрівальних кожухів.
Поширені проблеми з традиційними легкими рефракторамицегла або легка монолітна цегластруктури включають:
1. Вогнетривкі матеріали з великою питомою вагою (зазвичай звичайна легка вогнетривка цегла має питому вагу 600 кг/м3 або більше; легка ливарна цегла має 1000 кг/м3 або більше) вимагають великого навантаження на сталеву конструкцію кришки печі, тому збільшуються як витрата сталевої конструкції, так і інвестиції в будівництво печі.
2. Громіздке зовнішнє покриття впливає на вантажопідйомність та площу виробничих цехів.
3. Піч ковпакового типу працює при періодично змінних температурах, а легка вогнетривка цегла або легкий ливарний матеріал мають велику питому теплоємність, високу теплопровідність та величезне енергоспоживання.
Однак вогнетривкі волокнисті вироби CCEWOOL мають низьку теплопровідність, низьке теплоакумулювання та низьку об'ємну щільність, що є ключовими причинами їх широкого застосування в опалювальних покриттях. Характеристики такі:
1. Широкий діапазон робочих температур та різні форми застосування
З розвитком виробництва та технології керамічного волокна CCEWOOL, продукція з керамічного волокна CCEWOOL досягла серіалізації та функціоналізаціі. Що стосується температури, продукція може відповідати вимогам різних температур від 600 ℃ до 1500 ℃. Що стосується морфології, продукція поступово розвинула різноманітні продукти вторинної або глибокої переробки, від традиційної бавовни, ковдр, фетрових виробів до волокнистих модулів, плит, деталей спеціальної форми, паперу, волокнистого текстилю тощо. Вона може повністю відповідати вимогам промислових печей для керамічних волоконних виробів у різних галузях промисловості.
2. Мала об'ємна щільність:
Об'ємна щільність керамічних волокнистих виробів зазвичай становить 96~160 кг/м3, що становить приблизно 1/3 від легкої цегли та 1/5 від легкого вогнетривкого ливарного матеріалу. У нещодавно розробленій печі використання керамічних волокнистих виробів не тільки дозволяє заощадити сталь, але й спрощує завантаження/розвантаження та транспортування, що сприяє розвитку технології промислових печей.
3. Мала теплоємність та теплоакумуляція:
Порівняно з вогнетривкою цеглою та ізоляційною цеглою, місткість керамічних волокнистих виробів значно менша, приблизно 1/14-1/13 вогнетривкої цегли та 1/7-1/6 ізоляційної цегли. Для періодично працюючої ковпакової печі можна заощадити значну кількість палива, не пов'язаного з виробництвом.
4. Проста конструкція, короткий період
Оскільки керамічні волокнисті ковдри та модулі мають чудову еластичність, величину стиснення можна передбачити, і немає потреби залишати компенсаційні шви під час будівництва. В результаті, будівництво є легким і простим, що може бути виконано звичайними кваліфікованими робітниками.
5. Робота без духовки
Завдяки використанню повністю волокнистої футеровки, печі можна швидко нагріти до технологічної температури, якщо це не обмежено іншими металевими компонентами, що значно підвищує ефективність використання промислових печей та зменшує споживання палива, не пов'язане з виробництвом.
6. Дуже низька теплопровідність
Керамічне волокно являє собою комбінацію волокон діаметром 3-5 мкм, тому воно має дуже низьку теплопровідність. Наприклад, коли ковдра з високоалюмінієвих волокон щільністю 128 кг/м3 досягає 1000℃ на гарячій поверхні, її коефіцієнт теплопередачі становить лише 0,22 (Вт/МК).
7. Добра хімічна стабільність та стійкість до ерозії, спричиненої повітряним потоком:
Керамічне волокно може руйнуватися лише у фосфорній кислоті, плавиковій кислоті та гарячих лугах, а також воно стійке до інших агресивних середовищ. Крім того, модулі з керамічного волокна виготовляються шляхом безперервного складання керамічних волоконних ковдр з певним коефіцієнтом стиснення. Після обробки поверхні стійкість до вітрової ерозії може досягати 30 м/с.
Структура застосування керамічного волокна
Загальна конструкція футеровки нагрівального кожуха
Зона пальника нагрівального кожуха: вона має композитну структуру з керамічних волокнистих модулів CCEWOOL та шаруватих керамічних волокнистих килимів. Матеріал заднього облицювання може бути на один клас нижчим, ніж матеріал шаруватого модуля гарячої поверхні. Модулі розташовані за типом «батальйон солдатів» та закріплені кутовими залізними елементами або підвісними модулями.
Модуль з кутового заліза є найпростішим способом встановлення та використання, оскільки він має просту анкерну конструкцію та може максимально захистити площинність футерівки печі.
Зони над пальником
Використовується метод нашарування керамічних волокнистих покриттів CCEWOOL. Шарувата футеровка печі зазвичай вимагає від 6 до 9 шарів, що кріпляться за допомогою жароміцних сталевих шурупів, гвинтів, швидкоз'єднувальних карток, обертових карток та інших кріпильних елементів. Високотемпературні керамічні волокнисті покритти використовуються на відстані приблизно 150 мм від гарячої поверхні, тоді як для інших частин використовуються низькоякісні керамічні волокнисті покритти. Під час укладання покриттів стики повинні бути на відстані не менше 100 мм один від одного. Внутрішні керамічні волокнисті покритти з'єднуються встик для полегшення будівництва, а шари на гарячій поверхні укладаються з перекриттям для забезпечення герметичності.
Ефекти застосування керамічного волокнистого футерування
Вплив повноволокнистої структури нагрівального кожуха ковпакових печей залишається дуже хорошим. Зовнішній кожух, який використовує цю структуру, не тільки гарантує чудову ізоляцію, але й спрощує будівництво; таким чином, це нова конструкція з великими рекламними перевагами для циліндричних нагрівальних печей.
Час публікації: 30 квітня 2021 р.