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建材窑炉用全耐火纤维内衬的发展

发布时间:2017/12/26 16:52:20 点击率:

建材行业新型窑墙用耐火材料。目前,世界上许多国家隧道窑用耐火材料使用了轻质材料与硬质材料两种。其中硬质耐火材料分为黏土耐火砖、高铝耐火砖、硅砖、半硅砖及其他部分。黏土耐火砖含三氧化二铝35%,高铝耐火砖中三氧化二铝含量为 43%〜96%,其中莫来石中三氧化二铝含量为75. 65%;硅线石 内三氧化二铝含量为60%;硅砖中以二氧化硅为主,含量达到 95.6%。

英国某公司设计建造的烧制卫生陶瓷的隧道窑炉,烧成温度为1250℃,窑墙的热面采用氧化铝含量为54% -60%大硅线石砖。其背面为114mm的较高级的隔热砖,然后是230mm的较低级的隔热砖,后是315mm的隔热粉与114mm的红砖。拱顶也采用硅砖砌筑,紧接着是两层厚75mm的不同级别的隔热砖,再用隔热粉与一层水泥浆料抹平窑顶。

英国摩根公司和道尔顿公司是专门生产装配式高温轻质隧道窑炉的公司。摩根公司的窑炉烧成温度为1420℃,烧成气氛为还原焰。其预热带热面采用42% ~ 44%的耐火砖。烧成面采用的是硅线石砖。其他各处大致相同。道尔顿公司隧道窑的热面采用的都是高铝轻质砖。其他部位则采用膨胀系数相同的同一材质 不同密度的轻质砖。如热面的温度范围可达1100~ 1500℃,其体积密度为0.42 ~0.77g/cm3。具有不同的热传导率。

新式间歇窑由于大量采用耐火纤维作窑墙材料,技术含量与技术地位发生明显的变化。目前全部采用耐火纤维的间歇窑曰益增多内衬全部采用氧化铝含耐火纤维的间歇窑,其使用温度可高达1600℃。由于保温效果好,其外墙散热温度可低于60℃。

摩根窑炉公同间歇窑炉的窑墙总共有六层组成,外侧为3mm厚低碳钢板,其次第二层是50mm厚的石棉板,第三层是25mm厚的耐火纤维(密度为64kg/m3)。第四层是25mm厚、密度为98kg/m3的纤维,第五层是密度为128kg/m3的纤维,里层为25mm厚、密度为128kg/m3的陶瓷纤维,或者采用经过抽真空的纤维板。

目前由于纯纤维窑炉内衬窑炉技术上的成熟,采用纤维加部分其他耐火材料的窑炉类型减少。耐火纤维在建造窑炉方面煅大的优点是其密度小,小于0.2g/cm3。因此采用耐火纤维的窑炉,节能效果大可以达到30%〜50%,又可以实现快速烧成,取得非常高的热效利用率,是近年来建筑卫生陶瓷技术创新与产品创新明显的标志。此外,耐火纤维还具有良好的抗热震性,很好的高温化学性,这些优点导致了间歇窑技术地位的提升。耐火纤维制品形成了纤维棉、纤维毡、纤维毯,纤维砌块及纤维构件等非常多的品种,为在建筑卫生陶瓷大规模的普及提供了技术上的方便。近年来,新兴陶瓷窑发生革命性的变化与进步,许多方面得益于耐火纤维材料的应用。

耐火纤维的使用寿命与窑炉内的烧成气氛密切相关,在氧化焰气氛下,仅作高温素烧时,其寿命可达10年左右。而在还原焰时,由于窑炉中碳和硫的沉淀作用,有可能缩短纤维的使用寿命。如果适当提高氧化铝的含量,可以增加纤维表面的抗腐蚀能力。

目前,除少量隧道窑外,欧洲采用的窑炉墙体材料均已实现全纤维化或纤维加轻量砖化。在陶瓷纤维制品中有棉、毯、毡、叠块、绳、钉栓等,完全满足了现代化高效节能窑炉材料的需求。由于耐火纤维高效的隔热、保温效果,使烧成能耗大幅度降低。

我国已开始开发高温空气燃烧技术、高性能燃烧技术及装置。高温空气燃烧技术是上20世纪90年代迅速发展的高效、节能、环保型先进燃烧技术。与传统燃烧技术相比,高温空气燃烧技术通过蓄热式烟气余热回收,可使空气预热温度达到烟气温度的95%,不仅大大提高了工业炉的热效率,而且由于空气预热温度很高,也大幅度地提高了炉膛温度的均匀度。建材行业的各种排烟温度高的工业炉窑,采用耐火纤维炉衬可以降低炉窑散热损失,改善操作环境,在燃烧系统上采用高温空气燃烧技术,不但在能耗降低上再下降一大步,更为重要的是可提高产品的质量。

高温空气燃烧技术可节能60%以上,因而大大降低了CO2的排放量。高温空气燃烧技术实现贫氧区域燃烧,使NOx的排放量也大大减少,为传统燃烧技术的1/15 ~1/20。此外,高温空气燃烧技术燃烧噪声低,减轻了噪声对环境的污染。该技术经济效益显著,其开发应用也日趋成熟。目前,国外已开发出几种高温空气燃烧器,在日本、美国、欧洲等地已经用于生产实际,对建材行业徘烟温度高的高温隧道窑、梭式炉等都非常适用。


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