摘　要 : 介绍了耐火纤维喷涂技术 , 应用于工业炉作衬里、密封性能好 , 可大大提高炉窑的热敏性 , 显著降低外壳散热损失 , 使炉温均匀节能效果好 , 并可显著延长炉衬的使用寿命。

关键词 : 耐火纤维 ; 喷涂 ; 质量控制 ; 节能 ; 工业炉窑

0 　引　言

耐火纤维喷涂技术是纤维施工机械化的一项新工艺 , 其实质是耐火纤维炉衬的第二代技术。该技术是使用纤维喷枪。粘合剂通过隔膜泵均匀地喷入纤维流 , 两者混合直接喷涂到工作表面上 , 形成三维网络状制品结构。它克服了小块耐火纤维毡、毯、折叠块炉衬整体性差、接缝多、易定向收缩产生贯通缝、施工难度大、周期性长等缺点 , 有利于提高工业炉窑的热效率 , 为企业节能增效提供了很好的途径。

1 　耐火纤维喷涂技术的应用

1. 1 　应用范围

耐火纤维喷涂技术适用于无固体物料直接与炉衬接触、无颗粒气流及燃气流速≤ 20 m / s ( 若喷涂表面涂料可增强气流冲刷化能力 ) 的各种工业炉窑的耐火衬里。另外 , 通过纤维原料的选用 , 塔、罐、容器等的外保温也可以用喷涂法施工。

1. 2 　特点及优越性

(1) 一次性喷涂所获得的衬层整体无接缝 , 有效地避免了纤维制品在高温下的定向收缩 , 消除了窜气、露点腐蚀等对炉壳和锚固钉的危害 , 强化了密封、保温和耐火性能 , 提高了工业炉窑的热效率。

(2) 大大降低复杂异形面如球面、拐角、炉门及排烟管结合处等部位整体锚固的施工难度 , 提高了异形结合的密封性。喷涂施工方便、灵活 , 锚固钉用量少 , 且全部埋在纤维炉衬里 , 有效防止钉头烧损、避免热短路。

(3) 喷涂纤维衬层具有比平铺毡、毯较低的导热系数 , 比立铺折叠块有较好的热强度 , 锚固件埋于喷涂层内不直接传递热量 , 节能率达 15% ～ 30% , 衬层坚固 , 均匀而且平整 , 具有较强的抗侵蚀能力。

(4) 喷涂衬层经济合理 , 可以根据工业炉工况采取多种纤维分层复合喷涂 , 有利于实现复合材料传热机理的温度梯度分布 , 降低衬层材料的综合造价。

(5) 耐火纤维喷涂速度比常规施工方法提高 4 倍 , 缩短了施工周期 , 尤其在抢修工程更具有优势。涂层结构内属柔性材料 , 喷涂施工竣工后即可投入使用 , 减少近 80% 的烘炉时间。在石化行业现有的大量管式加热炉的节能改造和抢修工程中更具有优势。其无需拆卸原炉管即可作全纤维炉衬 , 也可在原砖衬、浇注料炉衬表面喷涂含锆耐火纤维表衬 , 保护了原有砖墙不受火焰直接冲刷 , 降低了砖墙界面温度 , 提高了炉体的使用寿命。

2 　耐火纤维喷涂的质量控制

2. 1 　炉衬设计中应注意的问题

加热炉正常运行时火焰的理论高度在 1 m 左右 , 但考虑到燃料及操作不当等因素的存在 , 致使火焰舔着衬里 , 造成局部超温而影响衬里寿命和炉的热效应。在炉膛设计温度高于 1 000 ℃ 的炉内 , 距炉底 2 m 以下的炉墙衬里宜采用拉砖结构 ; 在炉膛内设计温度低于 500 ℃ 的炉内 , 距炉底 2 m 以下的炉墙衬里宜采用高铝纤维层。

对流段炉顶温度低 , 易形成亚硫酸 (H 2 SO 3 ) ,H 2 SO 3 极易与耐火纤维的主要成分 Al 2 O 3 SiO 2 产生化学反应 , 使纤维断裂、粉化。对流段炉顶部分的炉衬宜采用烧注料或砖结构。

2. 2 　喷涂原材料的质量控制

严格控制喷涂原材料的质量是保证成品优质的前提。喷涂用纤维原材料要求纤维直径 24 cm , 丝长 80 100 mm , 渣球含量≤ 8% 。