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鋼鐵行業

鋼鐵行業

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自20世紀80年代以來,國內外鋼鐵界為了進一步降低鋼的生產成本,提高鋼的質量,經過多年的研究與實踐,大力發展了煉鋼用鋼水的處理技術,使鋼水的精煉處理技術日趨完善。同時,精煉處理不但延長了鋼水的運輸時間,增加了鋼水處理操作工序,而且也大大地增加了鋼水的溫降,鋼水溫度的降低將直接影響到連鑄和其他工序的順利進行。現代煉鋼技術要求鋼包不再是一個簡單的運輸容器,這要求鋼包使用更現代化的耐火材料以滿足工藝對材料的苛刻要求。


一般煉鋼廠鋼包永久層采用澆注料整體成型或耐火磚等耐火材料。然而,這些耐火材料導熱系數大,包殼外壁溫度現場測定平均達到250℃~330℃左右,造成熱損失高、鋼包殼受熱變形損壞,而且工作層,永久層內襯使用壽命不高,對保證鋼水溫度均勻達不到要求。因此,如何提高鋼包保溫效果、減少鋼包內襯耐火材料厚度、增加鋼包有效容積、提高鋼包裝鋼量和增大鋼包凈空高度,是煉鋼生產的一個重要課題。


近年來出現的納米微孔隔熱材料,通過將傳統的工作襯體用高溫節能襯體替代,為鋼鐵工業降低能耗、減少鋼包內襯耐火材料厚度、增加鋼包有效容積、提高鋼包裝鋼量、減少和杜絕結包事故起到了非常積極的作用。


1.納米微孔隔熱材料簡介

納米微孔絕熱板是一種基于納米微孔原理研制而成的新型高效隔熱材料。 該材料主要由7至12納米的二氧化硅構成,在內部形成無數納米級微孔,并且含有高效紅外線反射成分,最大限度地抑制了熱傳導、對流和輻射,具有比靜止空氣還低的導熱系數。 該材料的隔熱保溫性能是傳統材料的3至6倍,是目前為止保溫效率最高的耐高溫隔熱材料之一。產品常用形態有平板型,卷簾型.砌塊型,柔毯型等。平扳型可用于平面爐壁或弧度比較太的爐壁,卷簾型主要用于管道系統。


圖1 不同包裝形式的MT-1000納米微孔絕熱材料

2. 納米微孔絕熱材料的主要特點

導熱系數低:

保溫隔熱性能是傳統材料的3-4倍(圖2),可降低設備能耗,減少所需隔熱層厚度/重量,或提供更大的設備有效容量。

熱工特性好:

比熱小,蓄熱量低,耐熱震,在不受外力破壞情況下可長期使用。

綠色環保:

不含有害人體的纖維成分,符合國內外環保標準。

易安裝:

在鋼包應用中使用膠帶或耐火泥與鋼包固定。

不可燃性:

本品為不可燃材料。


圖2 不同保溫隔熱材料導熱系數的比較


3.納米微孔絕熱材料在鋼鐵行業的主要作用

減少熱損失、降低能耗;改善工廠作業環境;延長設備壽命;減少隔熱層厚度,增加內部容積或縮小設備體積;減少隔熱層蓄熱量,提高升溫速度。


4.應用介紹

4.1 鋼包

使用方法 清理鋼包內壁,在包壁上涂上一層膠.先貼HT-1000,然后依次砌筑永久層,工作層。



圖3 HT-1000的在鋼包上的安裝施工


使用效果

1)減少鋼包外殼熱損失,

2)降低轉爐出鋼溫度

3)減少鋼包烘烤所需熱量

4)降低鋼包殼溫度.增加鋼包壽命和安全性

5)替代過厚隔熱磚.增加鋼水容積

6)降低耐火磚冷熱向溫籌.延長耐火磚壽命

7)永久層材料消耗量下降,鋼包重量減輕,減輕了行吊的負荷,提高了安全系數。



圖4 采用HT-1000時增加鋼包容積


值得提到的是在目前國內鋼鐵廠家中,也有使用一種稱之為復合納米反射絕熱板的材料。這種材料在很大程度上已經起到了隔熱保溫作用,但與納米微孔保溫材料相比還有一定的提高空間,尤其是在導熱系數、熱收縮和比重(熱容量)方面。我們這里列舉了兩種材料的區別,供客戶參考。


1 納米微孔絕熱材料與復合反射絕熱板比較


 

HT-1000

復合發射絕熱板

備注

導熱系數低

600℃, ≤0.029W/K.m

800℃, ≤ 0.038 W/K.m

600℃≤0.060W/K.m

800℃無數據

HT-1000導熱系數在應用范圍內低一倍,意味著節能效果大大優于其它產品

性價比

單位面積成本接近,但保溫效果更好

>RMB 300/m2

HT-1000性價比更優

容重輕,比熱容低

330kg/m3

1.08KJ/kg.K @ 800℃

460-550kg/m3

無數據

保溫材料儲熱量非常低

加熱收縮率

1000℃, ≤2%

(24hr 全浸式測試)

800℃, ≤2%

耐熱性和通過熱收縮的縫隙漏失的熱量更少

隔熱原理

納米微孔+高效遮光劑

納米微孔+鋁箔反射

 

節能效果明顯

主要體現在導熱系數低

熱收縮率低

溫降效果不如HT-1000為代表的納米微孔絕熱產品

 

無毒安全

無有機膠粘劑成份,POF高溫分解無毒

壓敏膠有一定毒性

 

施工簡單

貼一遍,提供POF包裝塑封

需貼兩層

 

應用經驗

在國內才起步,為未來發展方向

在國內有數家應用實例,但降溫效果明顯低于國外資料報道值

 

其他

國外鋼鐵行業普遍采用這類產品,現在我們將其國產化

國內2004年開發,僅在國內有應用

 


4.2 中間包

使用方法在包壁內側,避開包壁上的鋼釘,平鋪一層HT-1000隔熱板(5~10mm),然后安裝澆注料。(圖5)

使用效果:減少了連鑄過程中的熱量損失.減少鋼水溫度變化,提高連鑄質量。



圖5 HT-1000的在中間包上的安裝施工

4.2 魚雷包

使用方法在魚雷包殼體內側先貼一層HT-1000(5-10mm),然后砌筑耐火磚。(圖6)

使用效果:降低了鐵水運輸造中的熱損失,提高鐵水到達轉爐時的溫度(通常可以提高約40度)。降

低了轉爐能耗,并且為魚雷包運輸選中的脫磷處理創造條件。



圖6 HT-1000的在魚雷包上的安裝施工


4.3:熱風管道

使用方法:在管道內側安裝數層卷簾型HT-1000隔熱材料,然后安裝耐火磚或澆注料。

使用效果:減少熱損失,提高進入高爐的熱風溫度,提高熱風爐效率。

4.4: RH脫氫裝置

使用方法:將納米微孔絕熱板貼于爐壁內側(5-10mm),然后安裝澆注料

使用效果:降低了鋼液在循環過程中的熱損失。




圖7 RH脫氫裝置



4.5 步進式加熱爐水冷柱

使用方法:在水冷管上包裹兩層5mm厚的軟氈型HT-1000后固定,然后安裝澆注料

使用效果:與使用陶瓷纖維隔熱層相比,通過冷卻水帶走的熱量減少了約24%,由于步進式加熱爐有近15%的能量會被冷卻水白白帶走,使用納米微孔隔熱材料后可大幅節能。


5.結語

由于納米微孔隔熱材料應用技術的不斷成熟,通過近年在一些國外鋼鐵廠的成功應用,證明了該材料

在節能減排方面有重要作用。隨著材料成本的下降,企業社會節能環保意識的增強,以及國家相關標準的提高,納米微孔隔熱材料在鋼鐵行業的應用將會越來越得到普及。




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