HVORDAN BRUKER DU TERMISK ISOLERING ILDFRAKTORISKE MATERIALER MED LAV TERMISK KONDUKTIVITET FOR Å REDUSERE VARMTAPET PÅ TERMISK UTSTYR?

Foringen til termisk utstyr er konstruert av ildfaste materialer, som spiller en nøkkelrolle i varmetap, og ildfaste materialer spiller en nøkkelrolle i det. Ved høye temperaturer må ildfaste materialer ikke bare opprettholde stabiliteten, men også holde varmen så lite som mulig. Derfor må ildfaste materialer ha varmeisolasjonsegenskaper. OK, mindre varmelagring.
1. Varmetap av termisk utstyr
Termisk utstyr er generelt en stor energiforbruker. Jo høyere temperatur, jo mer energiforbruk. Den termiske virkningsgraden er svært lav i de fleste tilfeller, og den termiske energiutnyttelsesgraden er mindre enn 30 prosent. Varmetapet til termisk utstyr har vanligvis følgende elementer:
(1) Varmen som spres av hver del av overflaten til den termiske utstyrskroppen kan nå 10 prosent til 40 prosent av enhetens energiforbruk til produktet;
(2) Varmetapet til det termiske utstyrskroppen er mindre viktig for det termiske utstyret som opererer kontinuerlig, og varmelagringstapet til det termiske utstyret som opererer intermitterende når 5 prosent til 25 prosent;
(3) Varmetapet ved vannkjøling, slik som vannkjølerøret til swillskinnen til den kontinuerlige stålrullende varmeovnen, er ikke pakket inn med ildfaste materialer, og varmetapet er mer enn 25 prosent;
(4) Varmetapet på grunn av dårlig tetting av skjøter, hull og ovnsdører, for eksempel varmetapet til elektriske lysbueovnsdører er mer enn 35 prosent;
(5) Varmetap fra røykeksos.
De ovennevnte varmetapene er alle relatert til ildfaste materialer, spesielt (1)~(4) har et godt forhold til den termiske isolasjonsytelsen til ildfaste materialer. Den grunnleggende måten å redusere varmetapet på overflaten av ovnskroppen er å velge passende varmeisolasjonsmaterialer for å redusere overflatetemperaturen til ovnskroppen. Når ovnstemperaturen er konstant, avhenger den ytre overflatetemperaturen hovedsakelig av tykkelsen på ovnsveggen og den termiske ledningsevnen til ovnsveggmaterialet. Å øke tykkelsen på ovnsveggen vil føre til en økning i varmelagringen til ovnskroppen, noe som kan øke varmelagringstapet. Derfor har rasjonell bruk av varmeisolasjonsmaterialer blitt det beste valget.
De siste årene har mitt lands varmeisolasjonsmaterialer utviklet seg raskt. Det er ikke bare formede produkter av forskjellige materialer, forskjellige massetettheter og ulik varmeledningsevne, men også tilsvarende amorfe ildfaste materialer, ildfaste fibre og produkter av forskjellige materialer, silisiumkalsiumplater, nanoisolasjonsplater, etc. Disse termiske isolasjonsproduktene har forskjellige utseendespesifikasjoner, fysiske og kjemiske indikatorer, forskjellige varmeisolasjonseffekter og forskjellige markedspriser. Derfor bør foringsdesignet utføres i henhold til bruksforholdene til termisk utstyr. Samle inn originale data, inkludert temperaturparametere (varm overflatetemperatur på termisk utstyr, kald overflatetemperatur), fysiske konstanter (termisk ledningsevne for varmeisolasjonsmaterialer, bulktetthet, maksimal driftstemperatur), økonomiske parametere (priser på ildfaste materialer, drivstoffpriser) , varme verdi, utnyttelseskoeffisient osv.), beregne deretter energispareeffekten, analysere og sammenligne, velge passende varmeisolasjonsmaterialer og lage en fornuftig plan.
2. Eksempler på å redusere varmeavledningstap av termisk utstyr
(1) Termisk isolasjon av øsen
For tiden er det gjennomsnittlige energiforbruket til mitt lands stålindustri 50 prosent høyere enn i Japan, og 30 prosent høyere for store bedrifter. Øse er et viktig termisk utstyr i stålindustrien. For å holde øsen varm, gjennom beregning av varmespredningen til øsen og forskning på varmeisolasjonsmaterialene, er det funnet at den indre foringen av øsen bør bygges med firelagsmaterialer, det vil si Den indre overflaten av stålskallet skal være belagt med energisparende maling, og den indre overflaten skal være 10 mm nanoisolasjonsplate, og deretter Inward er 75 mm høystyrke nano-mikron isolerende støpt, og deretter innover er arbeidslaget. Arbeidslaget til slagglinjen bruker magnesia-karbon murstein med lav termisk ledningsevne, og arbeidslaget til smeltet basseng bruker uforbrent murstein av korund-spinelkvalitet. Denne metoden brukes på 120t raffineringsøsen, slik at temperaturen på øseskjelet ved slagglinjen er omtrent 225 grader, temperaturen på øseskjelet ved det smeltede bassenget er omtrent 200 grader, og kledningsskallet er omtrent 170 grader. . Denne energibesparende strukturen har oppnådd gode resultater: ①Høystyrke nano-mikron støpte og arbeidslag med lav termisk ledningsevne kan effektivt beskytte nanobrettet, holde det innenfor en sikker arbeidstemperatur i lang tid og betydelig forbedre levetiden til det termiske isolasjonslaget og det permanente laget; ②Fullstendig Det kan redusere temperaturen på kledningen med mer enn 100 grader, forbedre levetiden til kledningen, redusere gassen som brukes til å bake bollen, redusere temperaturen på det smeltede stålet betydelig, redusere tappetemperaturen, forbedre metallet gi, forbedre arbeidsproduktiviteten og oppnå energisparing, miljøvern og formålet med å redusere kostnadene.
(2) Kompositt murstein med lav termisk ledningsevne for sementroterende ovn som passerer bølgesonen
Sementroterende ovn er et høyenergikrevende termisk utstyr, spesielt i de fremre og bakre overgangssonene. Den ildfaste foringen er ikke beskyttet av ovnshud og kommer direkte i kontakt med sementmaterialet. Temperaturen på ovnskroppen er høy, noe som øker varmetapet og drivstofforbruket og reduserer ovnskroppen. og levetiden til støttevalsen, samtidig som det er lett å skade det ildfaste materialet. For å redusere varmespredning og sikkerhetsfarer, er det tatt i bruk en tre-lags struktur av arbeidslag, termisk isolasjonslag og termisk isolasjonslag. Hvis tre typer ildfaste murstein med forskjellig varmeledningsevne brukes til murverk, er ulykken med fallende murstein fra den indre foringen ofte utsatt når roterovnen er i gang. Derfor studeres den flerlags komposittmursteinen med lav termisk ledningsevne, det vil si at mursteinen har en trelagsstruktur: arbeidslag (tykkelse av silisiummullitt murstein 0.140m), termisk isolasjon lag (lett mullitt mursteintykkelse 0.035 m), bindegrensesnittet til disse to lagene bruker kombinasjonsmetoden med sinusformet overflate, og det tredje laget er det termiske isolasjonslaget (keramisk fiberplate som inneholder ZrO2, tykkelse 0,025 m) . Spenningskonsentrasjonen til flerlags kompositt murstein er mindre, og den omfattende varmeledningsevnen til flerlags kompositt murstein reduseres fra 2,74 til 1,50 W/(m·K) av den originale silikamolybden mursteinen, noe som reduserer temperaturen på ovnskallet med 50 ~ 70 grader.
(3) 260t stålfremstillingsomformeren til Anshan Iron and Steel bruker 20 mm tykk nanoisolasjonsplate i stedet for 40 mm tykk polykrystallinsk fiberisolasjonsplate for å optimere ovnsforingsstrukturen,
Ovnskapasitetsforholdet økes, og stålproduksjonen økes for å senke temperaturen på ovnskallet med mer enn 11 grader. Det er ingen pulveriseringsfenomen under hele omformerdriftsprosessen, og det er ingen fall av foringsstein. Samtidig reduserer det også smeltetiden og reduserer forbruket av smeltet jern. .
(4) Stammemateriale av silisiumkarbid med høy termisk ledningsevne for vannkjølt pulverisert kullforgasser
Vannveggen til den pulveriserte kullforgasseren er foret med stampemateriale av silisiumkarbid med høy varmeledningsevne. Ved høy temperatur henger slagget på foringen av silisiumkarbidstøtmaterialet. På grunn av den høye termiske ledningsevnen til silisiumkarbid, berører slaggen det indre Foringen kondenserer raskt, og når temperaturen synker, avtar den termiske ledningsevnen (se tabell 1). Inne og utenfor ovnen er det varmt slagg, fast slagg, ildfast silisiumkarbid, vannvegg, beskyttelseslag for inert gass, amorft ildfast materiale med høy alumina og ytre beskyttelseslag. Dette reduserer varmetapet i ovnen.
3. Saker som trenger oppmerksomhet ved valg av varmeisolasjonsmaterialer
I høytemperaturindustrien er det mange eksempler på bruk av varmeisolasjonsmaterialer for å spare energi og beskytte miljøet. Det termiske isolasjonsmaterialet har høy porøsitet (over 40 prosent ~85 prosent), lav bulktetthet (mindre enn 1,5 g/cm3) og lav varmeledningsevne (mindre enn 1,0 W/(m·K)). Men når du velger disse termiske isolasjonsmaterialene, vær oppmerksom på følgende problemer:
(1) Termisk ledningsevne for termisk isolasjonsmateriale (λ)
Termisk ledningsevne kalles også termisk ledningsevne, og dens gjensidige 1/λ er termisk motstand. Jo mindre varmeledningsevne, desto bedre varmeisolasjonseffekt. Det er velkjent at luft har den laveste varmeledningsevnen.
Den termiske ledningsevnen til faste materialer er mye større enn for gasser, så porene til faste materialer kan redusere den termiske ledningsevnen til materialer betydelig, så isolasjonsmaterialet må ha høy porøsitet. Jo høyere porøsitet, jo mindre λ-verdi.
I tillegg har porestørrelsen også en viss innflytelse på λ-verdien. Ved lav temperatur avtar den termiske ledningsevnen til det termiske isolasjonsmaterialet med økningen av porestørrelsen, og den termiske ledningsevnen over 800 grader, spesielt over 1000 grader, øker raskt med økningen av porestørrelsen. Derfor tar den høye temperaturen det termiske isolasjonsmaterialet med en liten porestørrelse, og den lave temperaturen tar det termiske isolasjonsmaterialet med en stor porestørrelse. Når porøsiteten er den samme, er den termiske ledningsevnen til mikrostrukturen i den kontinuerlige gassfasefasen mindre enn den for den kontinuerlige fastfasefasen, og porene i fibermaterialet er kontinuerlige som den faste fasen, så den termiske ledningsevnen av de ildfaste fibrene og produktene er liten. I den faste fasen av varmeisolasjonsmaterialer varierer den termiske motstanden til materialet sterkt på grunn av forskjellen i kjemisk mineralsammensetning. Generelt, jo mer kompleks krystallstrukturen er, jo lavere er termisk ledningsevne, og den termiske ledningsevnen til glasset i fast fase er lavere enn krystallfasen. Når temperaturen øker, øker den termiske ledningsevnen til glassfasen; temperaturen i den krystallinske fasen øker, mens den termiske ledningsevnen avtar. Storbritannia har utviklet et ultrafint SiO2-kompositt termisk isolasjonsmateriale med en bulktetthet på ca. 0,24g/cm3, og dets varmeledningsevne er lavere enn for alle varmeisolasjonsmaterialer, enda lavere enn for stillestående luft.
(2) Varmebestandighet for varmeisolerende materiale
Noen varmeisolasjonsmaterialer brukes ved lavere temperatur. For eksempel brukes nanoisolasjonsplater i 100t ståløse av Angang Steel. Overskridelse av brukstemperaturen vil bli deformert under trykk, noe som resulterer i deformasjon av foringen, som ikke bare forringer den termiske isolasjonsytelsen, men også medfører sikkerhetsfarer. Derfor har det blitt foreslått at det termiske isolasjonsmaterialet hovedsakelig avhenger av krympingsdeformasjonen ved en viss temperatur, ikke den ildfaste graden. Internasjonalt brukes vanligvis temperaturen der etterbrenningskrympingen ikke er mer enn 2 prosent som temperaturområde for bruk av varmeisolasjonsmaterialer, og det er også en av forskjellene mellom varmeisolasjonsmaterialer og rene ildfaste materialer.
(3) Styrken til termisk isolasjonsmateriale
På grunn av den høye porøsiteten og den lave relative styrken, slik som den ovennevnte nanoisolasjonsplaten, er den termiske isolasjonseffekten god, porøsiteten er høy og styrken er lav. For å sikre transport- og konstruksjonsbehovet må isolasjonsmaterialet ha en viss styrke. Spesielt for enkelte varmeisolasjonsprodukter som er i direkte kontakt med flammen, er det svært viktig å forbedre styrken. Ettersom bulktettheten øker, øker styrken. Når bulktettheten er den samme, er fastfaseforbindelsen sterkere enn gassfaseforbindelsen, som er relatert til porestørrelsen. Å redusere porestørrelsen er et effektivt teknisk tiltak for å forbedre styrken til varmeisolasjonsmaterialer.
(4) Atmosfære og varmeisolasjonsmateriale
Mye termisk utstyr er foret med varmeisolasjonsmaterialer, og ulike beskyttende atmosfærer er også ofte brukt, som CO, CO2, H2, N2 osv. Al2O3-SiO2-serien ildfaste materialer i hydrogen, SiO2 returneres til metallsilisium og vanndamp, Al2O3 er veldig stabil, så i hydrogen bør isolasjonsmaterialer av aluminium velges. Aluminiumsilikatfibre inneholder 3 prosent til 4 prosent Cr2O3, som lett reduseres i en hydrogenreduserende atmosfære, så aluminiumsilikatfibre som inneholder kromoksid bør ikke brukes i en reduserende atmosfære.
(5) Isolasjonsmetode
På det termiske utstyret i periodisk drift kan det termiske isolasjonslaget (ildfast fiberfiner) legges direkte på den varme overflaten av ovnsforingen, noe som kan oppnå den beste energisparende effekten. Bedre enn den termiske isolasjonseffekten til innerveggen (varm overflate).