復合陶瓷纖維保溫涂料在環形爐上的應用
摘 要：針對環形爐爐頂爐墻表面溫度高、爐體散熱損失大、導致加熱能力低、待溫時間偏長的問題，選用了復合陶瓷纖維保溫涂料，使爐體散熱損失減少，待溫時間縮短，加熱能力提高，且能耗降低。
關鍵詞：環形爐；復合陶瓷纖維保溫涂料；待溫時間；節能
1 前言
公司中徑21m環形加熱爐，原設計是以生產軸承鋼為主導產品，年產鋼10萬t。由于(1)生產量不斷提高(要求年生產鋼管18萬t)；(2)產品結構發生變化(以生產碳結管為主，加熱溫度比軸承鋼升高60～70℃)；(3)管坯組距發生變化(原設計φ155mm和φ190mm管坯占32％，現實際達到84％)；(4)爐況發生變化(爐頂爐墻表面溫度較高，散熱損失達到9.2X106kJ／h，煤氣熱值偏低，只達到5700kJ／m3；(5)空氣、煤氣調節閥不能調節等原因，致使待溫時間越來越長，煤氣單耗很難進一步降低，成為制約170機組進一步提高生產量，降低煤氣單耗的突出因素之一。
2 措施
為了解決待溫時間長的問題，見表1。攻關組通過查閱大量相關資料，收集各種信息，提出了在爐頂和爐墻表面增加一層由天津市馳華節能保溫材料有限公司生產的新型復合陶瓷纖維保溫涂料，以減少爐體的散熱損失。該材料具有保溫效果好、容重輕、施工方便又不需要停爐的優點。組織爐窯公司進行現場施工，根據表面溫度的高低，其施工厚度不同，爐頂表面施工厚度60—70mm，爐墻內外環表面施工厚度10—20mm。
3 材料性質
該復合陶瓷纖維保溫涂料以優質的陶瓷纖維為基料，集多種輕質無機礦物為填料、復合高溫粘結劑，經特殊工藝制成一種黏稠纖維狀膏體，其干固后形成封閉微孔結構與網狀纖維為一體的優質高效保溫材料。它導熱系數低，干固容重輕，粘結性強，抗震動，不開裂，不脫落，各項功能指標均優于傳統的保溫材料。可用于介質保溫溫度-40—860℃下的任何設備，使用壽命是傳統保溫材料的2倍。這種材料無腐蝕，無毒，不污染環境，施工方便，不需附加輔助材料，不受溫度限制，不需停爐施工，并且施工后表面平整美觀。
4 應用效果
通過近幾個月的使用觀察，證明該材料使用后，效果良好，主要表現在以下幾個方面：
(1)爐頂表面溫度明顯降低(≤100℃)，爐墻表面溫度明顯降低(≤60℃)，施工當月待溫時間明顯下降，煤氣單耗下降，統計結果：當月生產量15012t，待溫時間1354min(主要集中在施工前半個月)，煤氣單耗372m3／t，待溫時間減半。10月份生產量15964t，待溫時間1423min，煤氣單耗313m3／t。11月份生產量17243t，待溫時間1308min，煤氣單耗317m3／t。 12月份生產量15266t，待溫時間1410min，煤氣單耗337m3／t。
(2)第1、2、3、4區爐膛溫度明顯提高，1、2區更明顯，有利于管坯在該溫度下限范圍內燒透，保證了加熱質量和產品質量，降低了穿孔軋制電流，減少了穿孔機故障時間。
(3)爐頂表面溫度低，使爐頂調節閥等儀表設備得到有效的保護，降低了維修費用。
(4)降低了成本，1-9月份平均煤氣單耗380m3／t與9-12月平均煤氣單耗323m3／t比較，t鋼煤氣單耗下降了 57m3／t。按135元／km3計算，t鋼節約成本7.69元；按每月生產量15000t計算，月節約成本11.543萬元，扣減材料費5.9萬，施工費2.8萬(本單位爐窯公司施工)共計8.7萬元，實現了當月收回成本，并創效益2.8萬元，全年可創效益138.51萬元。
(5)有利于進一步提高生產量。根據目前不完全統計，生產φ190mm管坯平均日待溫時間，由原來的240min下降到了140min，在其它條件不發生變化的前提下，日生產量可提高50t。生產φ155mm管坯，平均日待溫時間由原來的100min下降到20min，在其他條件不發生變化的前提下，年生產量可提高1.2萬t。并為開發φ210mm管坯和進一步提高生產量提供了保障。
5 結論
在對環形爐爐頂的保溫問題上，原準備選用超輕質澆注料，其導熱系數為0.24W／(m·K)，容重為0.42t／m3，保溫厚度為10cm，經測算爐頂承重可達13.6t。經對比研究，決定采用復合陶瓷纖維絕熱涂料，其導熱系數為0.08／W(m·K)，容重為0.16t／m3，保溫厚度為6.5cm。施工后其爐頂承重僅3.23t，僅此一項就可使爐項承重降低74％。同時，由于爐頂保溫效果的提高，不僅減少了爐頂的熱能損耗，降低了爐頂的溫度，而且更重要的是提高了爐頂金屬吊掛件、錨固磚的整體承載能力，延長了窯爐的使用壽命。
事實證明，選用復合陶瓷纖維保溫涂料，措施是有效的，節能效果明顯，值得大力推廣。這里需要提示兩點：①爐頂增加厚度不宜過厚，以免增加爐頂金屬吊掛件、錨固磚承載能力。②要關注爐頂金屬吊掛件的溫度，以免溫度過高，強度降低，引起爐頂跨塌。但是，要徹底解決170機組繼續增產的待溫問題，環形爐節能改造工作還有待于進一步深人和提高。