焦爐的砌築施工中,除了耐火磚和澆注料的應用外,隔熱材料也是焦爐砌築中必須要用到的爐襯之一,隔熱材料(絕熱材料)類型不同,導熱係數不同。隔熱材料的物質構成不同,其物理熱性能也就不同;隔熱機理存有區別,其導熱性能或導熱係數也就各有差異。焦爐使用的隔熱材料性能及種類如下所示:
1、隔熱材料的基本特性
隔熱耐火材料的特性是氣孔率高,一般為40%~85%;體積密度低,一般低於1500kg/m3;熱導率低,一般低於1.0W/(m·K)。它用作工業爐窯的隔熱材料,可減少爐窯散熱損失,節省能源,並可減輕熱工設備的重量。隔熱耐火材料的機械強度、耐磨損性和抗渣侵蝕性較差,不宜用於爐窯的承重結構和直接接觸熔渣、爐料、熔融金屬等部位。
2、焦爐用隔熱材料主要品種介紹
焦爐用隔熱材料主要有高強硅藻土磚、漂珠磚和CFBT-1993新型保溫材料,主要用於焦爐保溫層如基礎頂板、爐端牆、爐頂以及爐門等部位,避免爐體內部熱量大量散發。某廠6m焦爐用隔熱材料的性能見表1。
表1國內某廠7.63m焦爐使用的隔熱材料的性能
國內某廠7.63m焦爐使用的隔熱磚的性能見表2
表2國內某廠7.63m焦爐使用的隔熱磚的性能
3、耐火纖維
所謂耐火纖維,通常是指使用溫度在1000~1100℃以上的纖維材料,而石棉、礦渣棉等早已作為建築材料使用。從廣義上講,它們也視為耐火材料,只不過多用在600℃以下的環境。
(1)耐火纖維材料的特性
①耐高溫最高使用溫度在1260~250℃,甚至更高;而一般的玻璃棉、石棉、礦渣棉等,最高使用溫度僅為580~830℃。
②低熱導率在高溫區的熱導率很低,100℃時,耐火纖維的熱導率僅為耐火磚的1/10~1/5,為普通黏土磚的1/20~1/10。經統計,若在加熱爐、退火爐以及其他一些工業窯爐上,用耐火纖維代替耐火磚等作爐襯,重量可降低80%以上,厚度可減少50%以上。
③化學穩定性好除強鹼、氟、磷酸鹽外,幾乎不受化學藥品的侵蝕。
④抗熱震性好有耐火磚無法比擬的良好抗熱震性。
⑤熱容低節省燃料,爐溫升溫快.對間歇性操作的爐子尤為顯著,為耐火磚牆的1/72,為輕質黏土磚的1/42。
⑥柔軟、易加工用耐火纖維材料築爐效果好、施工方便,降低了勞動強度,提高了效率。
據有關資料報導,工業爐用耐火纖維,燃料可大大降低,其中以油、氣和電為動力的窯爐,其能源消耗分別可下降26%、35%和48%以上。
(2)耐火纖維材料的種類
①矽酸鋁耐火纖維氈矽酸鋁纖維氈適用於1300℃以下、中性或氧化氣氛的工業窯爐保溫隔熱,其規格及理化指標見表3。
表3某廠矽酸鋁纖維毯的規格和理化指標
②陶瓷纖維毯7.63m焦爐使用了陶瓷纖維毯,其性能見表4。
表4 7.63m焦爐用陶瓷纖維性能
③其他品種其他品種耐火纖維理化指標見表5~表7。
表5 高純高鋁纖維棉的理化指標
表6氧化鋁纖維的理化指標
表7莫來石纖維的理化指標