Vật liệu chịu lửa và cách nhiệt cho lò nung đáy di động: Thiết kế lớp lót, tổn thất nhiệt và tuổi thọ sử dụng.
Lớp lót của lò luyện kim có khung đỡ di động phải chịu tải trọng rất lớn. Mặt nóng của lò liên tục đạt nhiệt độ từ 950 đến 1100 độ C, với chu kỳ nhiệt từ nhiệt độ môi trường đến nhiệt độ vận hành và ngược lại. Đáy lò, nơi khung đỡ di động lăn vào và ra, chịu tải trọng cơ học từ bánh xe của khung đỡ. Mái lò chịu nhiệt bức xạ từ tải trọng. Mỗi phần của lớp lót chịu ứng suất khác nhau, và thiết kế tốt sẽ lựa chọn vật liệu chịu lửa phù hợp với điều kiện vận hành tại chỗ. Đây không phải là công việc hào nhoáng, nhưng nó quyết định liệu lò có thể hoạt động được 5 năm hay 15 năm giữa các lần đại tu lớn.
Kiến trúc lót
Lớp lót lò đốt lò kiểu bogie hiện đại có ba lớp. Lớp mặt nóng là gạch alumina cao (60 đến 80% Al2O3) hoặc mô-đun sợi gốm, tùy thuộc vào nhiệt độ thiết kế và điều kiện vận hành. Phía sau lớp mặt nóng là lớp gạch chịu lửa cách nhiệt (IFB, 23 đến 26% Al2O3) hoặc tấm canxi silicat. Lớp ngoài cùng là lớp bông khoáng hoặc tấm sợi gốm cung cấp khả năng cách nhiệt cho mặt lạnh và bảo vệ vỏ thép khỏi nhiệt độ quá cao.
Độ dày thành tổng thể của lò nung có thiết kế hoạt động ở nhiệt độ 950 độ C thường từ 280 đến 350 mm, và nhiệt độ vỏ lò ở nhiệt độ hoạt động tối đa dưới 60 độ C. Tổn thất nhiệt thiết kế là từ 600 đến 900 watt trên mỗi mét vuông diện tích thành lò, tương đương với tổng tổn thất nhiệt từ 30 đến 50 kW trên diện tích thành 50 mét vuông. Đó là chi phí năng lượng liên tục, và việc giảm thiểu chi phí này là yếu tố giúp lò nung hoạt động hiệu quả về mặt kinh tế.
Lớp lót mô-đun sợi gốm
Các mô-đun sợi gốm đã thay thế phần lớn lớp lót gạch trên mái và vách của các thiết kế lò luyện gang kiểu mới. Các mô-đun sợi là những tấm chăn dày từ 200 đến 300 mm được gấp lại thành hình dạng đàn accordion và gắn trên các neo bằng thép không gỉ được hàn vào vỏ lò. Các mô-đun nén vào nhau để tạo thành một bề mặt chịu nhiệt liên tục, và cấu trúc gấp nếp mang lại cho chúng khả năng chịu sốc nhiệt tốt.
Ưu điểm của các mô-đun sợi so với mô-đun dạng gạch là rất đáng kể. Khối lượng nhiệt thấp hơn từ 4 đến 6 lần, điều này có nghĩa là quá trình làm nóng nhanh hơn và tiêu thụ năng lượng thấp hơn trong quá trình hoạt động. Độ dẫn nhiệt ở 1000 độ C là 0,15 đến 0,25 watt trên mét-Kelvin, so với 0,6 đến 0,8 đối với mô-đun gạch cộng với lớp cách nhiệt IFB cộng với lớp chăn cách nhiệt. Việc lắp đặt nhanh hơn và sửa chữa dễ dàng hơn - một mô-đun bị hỏng có thể được cắt bỏ và thay thế trong vòng 30 phút.
Nhược điểm là tuổi thọ. Các mô-đun sợi quang trong thiết kế ở nhiệt độ 950 độ C có tuổi thọ từ 5 đến 8 năm trước khi các mô-đun bề mặt chịu nhiệt bắt đầu bị kết dính và giảm độ dày. Trên 1050 độ C, tuổi thọ giảm xuống còn 3 đến 5 năm. Trên 1150 độ C, không nên sử dụng mô-đun sợi quang, và thiết kế sẽ quay trở lại dạng khối truyền thống.
Lớp lót gạch cho dịch vụ nhiệt độ cao
Đối với các thiết kế lò đốt có khung gầm di động hoạt động ở nhiệt độ trên 1050 độ C, lớp lót bằng gạch vẫn là tiêu chuẩn. Gạch có hàm lượng alumina cao (80 đến 90% Al2O3) được sử dụng ở mặt nóng, được hỗ trợ bởi lớp IFB (mật độ 1,0 đến 1,4 g/cm3) và một lớp chăn sợi gốm. Lớp lót bằng gạch có khối lượng nhiệt lớn hơn và thời gian làm nóng chậm hơn, nhưng chúng có tuổi thọ cao hơn ở nhiệt độ cao - từ 8 đến 15 năm đối với thiết kế hoạt động ở 1100 độ C.
MONTE INTELLIGENCE chỉ định sử dụng gạch alumina cao cho các bức tường bên và mái của các thiết kế lò luyện gang kiểu toa xe nhiệt độ cao, với các mô-đun sợi ở cửa và vành toa xe nơi nhiệt độ thấp hơn và ứng suất cơ học cao hơn.
Lớp lót lò sưởi Bogie
Phần đáy của toa xe là bộ phận chịu ứng suất cao nhất của lớp lót. Nó chịu trọng lượng tải, có cùng nhiệt độ hoạt động với lò nung và chịu rung động cơ học khi toa xe lăn vào và ra. Cấu trúc tiêu chuẩn là lớp lót nhiều lớp: một lớp chịu nhiệt bằng gạch alumina cao hoặc các mô-đun sợi chịu lực nặng, một lớp hỗ trợ bằng IFB, và một lớp kết cấu bằng vật liệu chịu lửa đúc để hỗ trợ lớp lót và phân bổ tải trọng lên khung thép của toa xe.
Lớp lót đáy lò thường có tuổi thọ ngắn hơn lớp lót vỏ lò do ứng suất cơ học. Việc thay thế lớp lót đáy lò thường được lên kế hoạch sau mỗi 5 đến 8 năm, trong khi lớp lót vỏ lò có tuổi thọ từ 10 đến 15 năm. Quá trình thay thế lớp lót này làm giảm thời gian hoạt động của lò từ 2 đến 4 tuần.
Hiệu suất cách nhiệt và tổn thất nhiệt
Sự thất thoát nhiệt qua lớp lót là nguyên nhân chính làm tăng chi phí vận hành của lò luyện gang kiểu toa xe. Một lò luyện gang 100 tấn được cách nhiệt tốt, hoạt động ở nhiệt độ 950 độ C, sẽ liên tục mất từ 80 đến 120 kW nhiệt qua các bức tường, mái và toa xe. Với giá khí đốt tự nhiên từ 0,30 đến 0,40 USD/mét khối, chỉ riêng sự thất thoát nhiệt qua tường đã lên tới 50.000 đến 80.000 USD mỗi năm.
Những cải tiến trong thiết kế lớp lót trong 20 năm qua đã giảm một nửa tổn thất nhiệt. Một thiết kế từ những năm 1990 sử dụng gạch và lớp cách nhiệt IFB sẽ mất từ 150 đến 200 kW trên cùng một lò đốt. Sự cải tiến này đến từ các mô-đun sợi gốm, vật liệu cách nhiệt vi xốp và hệ thống neo giữ tốt hơn.
MONTE INTELLIGENCE thiết kế lớp lót lò đốt kiểu bogie để đạt được mức tổn thất nhiệt thấp nhất có thể ở nhiệt độ vận hành. Đối với thiết kế ở 950 độ C, mục tiêu là 600 đến 700 watt trên mỗi mét vuông diện tích tường. Đối với thiết kế ở 1100 độ C, mục tiêu là 800 đến 900 watt trên mỗi mét vuông.
Gioăng cửa và gioăng vành bánh xe
Cửa và vành toa xe là hai khu vực thất thoát nhiệt nhiều nhất của lò luyện gang có toa xe. Cửa có diện tích bề mặt lớn, thường từ 4 đến 6 mét vuông đối với lò lớn, và gioăng được làm kín bằng cơ học. Vành toa xe có khe hở từ 5 đến 10 mm so với khung cửa để cho phép giãn nở nhiệt, và khe hở đó là đường dẫn liên tục cho không khí lạnh xâm nhập.
Thiết kế gioăng kín tốt sử dụng gioăng dây sợi gốm trên cửa, được nén bằng các chốt thủy lực hoặc cơ khí đến độ nén từ 30 đến 50 phần trăm. Gioăng vành toa xe thường là gioăng cát hoặc gioăng dây sợi, với một màn chắn khí nhỏ được thổi vào khe hở để hỗ trợ gioăng.
Lượng nhiệt thất thoát qua cửa và vành toa xe có thể từ 30 đến 50 kW đối với lò đốt 100 tấn, tương đương khoảng một phần tư đến một phần ba tổng lượng nhiệt thất thoát qua thành lò. Việc làm kín tốt sẽ giúp tiết kiệm chi phí nhiên liệu trong vòng 6 đến 12 tháng.
Kiểm tra và bảo trì lớp lót
Một chương trình bảo trì tốt sẽ kéo dài tuổi thọ lớp cách nhiệt và ngăn ngừa sự cố ngừng hoạt động ngoài kế hoạch. Chương trình này bao gồm: kiểm tra trực quan bề mặt nóng hàng tháng, khảo sát nhiệt độ vỏ bề mặt lạnh hàng năm và kiểm tra gioăng cửa hàng quý. Bất kỳ viên gạch hoặc mô-đun sợi nào bị nứt hoặc thiếu cần được thay thế kịp thời để ngăn ngừa các điểm nóng trên vỏ.
MONTE INTELLIGENCE cung cấp dịch vụ kiểm tra lớp lót như một phần của dịch vụ hỗ trợ sau bán hàng tiêu chuẩn. Dịch vụ này bao gồm: chụp ảnh nhiệt vỏ giếng ở nhiệt độ vận hành, khoan lấy mẫu lõi tại các khu vực nghi ngờ và báo cáo bằng văn bản với các khuyến nghị về thời điểm sửa chữa và thay thế.
Hãy liên hệ với MONTE INTELLIGENCE để được tư vấn về nâng cấp lớp lót.
Đối với những khách hàng đang cân nhắc mua lò sưởi kiểu bogie mới hoặc tân trang lại lớp lót cho lò hiện có, đội ngũ kỹ sư của MONTE INTELLIGENCE có thể đề xuất thiết kế lớp lót cân bằng giữa chi phí ban đầu, hiệu quả năng lượng và tuổi thọ sử dụng trong điều kiện vận hành cụ thể. Truy cậpwww.cnlymonte.com/products-bogie-hearth-furnace.html Để biết thông số kỹ thuật sản phẩm. Để thảo luận về dự án, vui lòng gửi email đến helenxu@cnlymonte.com với tiêu đề "lớp lót lò nung toa xe" và cung cấp chi tiết về nhiệt độ vận hành và quy trình của bạn.
