Огнеупорни материали и изолация за пещи с подемно подаване: Проектиране на облицовката, топлинни загуби и експлоатационен живот
Футеровката на пещ с подемник е подложена на големи натоварвания. Горещата повърхност е подложен на температури от 950 до 1100 градуса по Целзий при непрекъсната работа, с термични цикли от околна до работна температура и обратно. Дъното на пещта, където подемникът се търкаля навътре и навън, е подложено на механично натоварване от колелата на талигата. Покривът е подложен на лъчиста топлина от товара. Всяка част от футеровката е натоварена по различен начин и добрият дизайн съобразява огнеупорния материал с местните експлоатационни условия. Това не е бляскава работа, но определя дали една пещ работи 5 или 15 години между основните ремонти.
Архитектура на облицовката
Съвременната футеровка на пещ с подемно помещение има три слоя. Горещата повърхност е от високоалуминиева тухла (60 до 80 процента Al2O3) или керамично-влакнест модул, в зависимост от проектната температура и експлоатационните условия. Зад горещата повърхност е изолационен слой от огнеупорни тухли (IFB, 23 до 26 процента Al2O3) или калциево-силикатна плоча. Най-външният слой е минерална вата или керамично-влакнесто покритие, което осигурява изолация на студената повърхност и предпазва стоманената обвивка от прекомерна температура.
Общата дебелина на стената при конструкция с температура 950 градуса по Целзий обикновено е от 280 до 350 мм, а температурата на корпуса при пълна работна температура е под 60 градуса по Целзий. Проектната топлинна загуба е от 600 до 900 вата на квадратен метър площ на стената, което се равнява на 30 до 50 kW обща топлинна загуба на площ на стената от 50 квадратни метра. Това е постоянен разход на енергия и минимизирането му е това, което прави пещта икономична за работа.
Облицовки от керамични влакнести модули
Керамичните влакнести модули до голяма степен са заменили тухлените облицовки на покрива и страничните стени на новите конструкции на пещи с подемно подаване. Влакнестите модули са дебели от 200 до 300 мм, сгънати във формата на акордеон и монтирани върху анкера от неръждаема стомана, заварени към корпуса. Модулите се компресират един към друг, за да образуват непрекъсната гореща повърхност, а сгънатата структура им осигурява добра устойчивост на термичен удар.
Предимствата на оптичните модули пред тухлените са значителни. Термичната маса е от 4 до 6 пъти по-ниска, което означава по-бързо нагряване и по-ниска консумация на енергия по време на цикли. Топлопроводимостта при 1000 градуса по Целзий е от 0,15 до 0,25 вата на метър Келвин, в сравнение с 0,6 до 0,8 за тухла плюс IFB плюс одеяло. Монтажът е по-бърз, а ремонтите са по-лесни - повреден модул може да бъде изрязан и подменен за 30 минути.
Компромисът е експлоатационният живот. Оптичните модули с конструкция за 950 градуса по Целзий издържат от 5 до 8 години, преди модулите с гореща повърхност да започнат да се синтероват и да губят дебелина. Над 1050 градуса по Целзий животът им спада до 3 до 5 години. Над 1150 градуса по Целзий оптичните модули не се препоръчват и конструкцията се връща към тухлената конструкция.
Тухлени облицовки за високотемпературна експлоатация
За конструкции на пещи с подово отопление, работещи над 1050 градуса по Целзий, тухлените облицовки остават стандартът. Върху горещата повърхност се използва високоалуминиева тухла (80 до 90 процента Al2O3), подплатена с IFB (плътност от 1,0 до 1,4 г на cm3) и керамично влакнесто покритие. Тухлените облицовки имат по-висока топлинна маса и по-бавно нагряване, но издържат по-дълго при високи температури - от 8 до 15 години при конструкция с температура 1100 градуса по Целзий.
MONTE INTELLIGENCE определя високоалуминиеви тухли за страничните стени и покрива на високотемпературните пещи с подово подаване, с влакнести модули на вратата и ръба на подовата настилка, където температурата е по-ниска, а механичното напрежение е по-високо.
Фугаж на подемната платформа
Огнището на количката е най-натоварената част от облицовката. То носи теглото на товара, има същата работна температура като пещта и е подложено на механични вибрации, докато количката се търкаля навътре и навън. Стандартната конструкция е многослойна облицовка: гореща повърхност от високоалуминиеви тухли или тежкотоварни влакнести модули, поддържащ слой от IFB и структурен слой от леещ се огнеупорен материал, който да поддържа облицовката и да разпределя натоварването върху стоманената рамка на количката.
Футеровката на подемните колички обикновено има по-кратък експлоатационен живот от футеровката на пещта, поради механичното натоварване. Подмяната на футеровката на подемните колички обикновено се планира на всеки 5 до 8 години, докато футеровката на корпуса на пещта е от 10 до 15 години. Процедурата по подмяна отнема от 2 до 4 седмици престой на пещта.
Изолационни характеристики и топлинни загуби
Загубата на топлина през облицовката е основен фактор за експлоатационните разходи на пещ с подово отопление. Добре изолирана 100-тонна пещ, работеща при 950 градуса по Целзий, губи непрекъснато от 80 до 120 kW през стените, покрива и подовото отопление. При цени на природния газ от 0,30 до 0,40 щатски долара на кубичен метър, това са от 50 000 до 80 000 щатски долара годишно само за топлинни загуби през стените.
Подобренията в дизайна на облицовката през последните 20 години са намалили наполовина загубите на топлина. Проект от 90-те години на миналия век, работещ с тухли и IFB (интегрирана облицовка), би загубил от 150 до 200 kW на същата пещ. Подобрението идва от модули от керамични влакна, микропореста изолация и по-добри системи за закрепване.
MONTE INTELLIGENCE проектира облицовки на пещи с подвижно подаване, за да постигне най-ниските практически топлинни загуби при работната температура. За конструкция с температура 950 градуса по Целзий, целта е от 600 до 700 вата на квадратен метър площ на стената. За конструкция с температура 1100 градуса по Целзий, целта е от 800 до 900 вата на квадратен метър.
Уплътнения за врати и талиги
Вратата и ръбът на количката са двете зони с най-големи топлинни загуби на пещ с количка. Вратата има голяма повърхност, често от 4 до 6 квадратни метра при големи пещи, а уплътнението е механично. Ръбът на количката има разстояние от 5 до 10 мм до рамката на вратата, за да се осигури термично разширение, а това разстояние е непрекъснат път за проникване на студен въздух.
Добрият дизайн на уплътнението използва уплътнение от керамично влакнесто въже на вратата, компресирано от хидравлични или механични ключалки до 30 до 50 процента компресия. Уплътнението на ръба на талигата обикновено е пясъчно уплътнение или уплътнение от влакнесто въже, с малка въздушна завеса, вдухната в процепа, за да подпомогне уплътнението.
Загубата на топлина през вратата и ръба на талигата може да бъде от 30 до 50 kW при 100-тонна пещ, което е приблизително от една четвърт до една трета от общите загуби на топлина през стената. Добрите уплътнения се изплащат за 6 до 12 месеца чрез намалени разходи за гориво.
Инспекция и поддръжка на облицовката
Една добра програма за поддръжка удължава живота на облицовката и предотвратява непланирани прекъсвания. Програмата включва: месечна визуална проверка на горещата повърхност, годишно измерване на температурата на обвивката на студената повърхност и тримесечна проверка на уплътнението на вратата. Всички напукани или липсващи тухлени или фибропластови модули трябва да се подменят своевременно, за да се предотвратят горещи точки по обвивката.
MONTE INTELLIGENCE предлага услуга за инспекция на облицовката като част от стандартната следпродажбена поддръжка. Услугата включва: термографско изображение на корпуса при работна температура, пробиване на проби на съмнителни зони и писмен доклад с препоръки за ремонти и срокове за подмяна.
Говорете с MONTE INTELLIGENCE за подобрения на облицовката
За купувачи, които обмислят нова пещ с подемно подаване или преоблицоване на съществуваща пещ, MONTE INTELLIGENCE engineering може да препоръча дизайн на облицовката, който балансира първоначалните разходи, енергийната ефективност и експлоатационния живот за специфичните експлоатационни условия. Посететеwww.cnlymonte.com/products-bogie-hearth-furnace.html за спецификации на продукта. За обсъждане на проекта, изпратете имейл на helenxu@cnlymonte.com със заглавие „фугажник на подемната платформа“ и подробности за работната температура и процес.
