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技術(shù)專欄

蓄熱式加熱爐的特點(diǎn)及對耐火材料的要求

編輯:耐火磚廠家   分類:技術(shù)專欄  發(fā)布:2024-12-18   瀏覽:
蓄熱式加熱爐的特點(diǎn)
 
蓄熱式加熱爐(Regenerative Furnace)是一種通過使用蓄熱體來回收廢氣熱量,從而提高能源利用效率的加熱爐。它通常用于金屬加熱、玻璃熔煉以及陶瓷和耐火材料的燒成等高溫工業(yè)過程。其主要特點(diǎn)包括:
 
1. 熱回收和節(jié)能
   蓄熱式加熱爐的核心特點(diǎn)是利用爐內(nèi)的蓄熱體(通常為耐火磚或耐火顆粒)吸收和儲存廢氣中的熱量。蓄熱體在加熱階段被熱廢氣加熱至高溫,然后在下一周期中將儲存的熱量釋放給新進(jìn)氣流,從而提高了熱效率,減少了能源消耗。
 
2. 間歇操作
   蓄熱式加熱爐一般采用間歇操作的方式,在每個周期內(nèi),氣流先流過一個蓄熱體,吸收熱量;接著氣流方向轉(zhuǎn)變,另一個蓄熱體釋放熱量至爐內(nèi)。通過這種周期性的交換過程,蓄熱式加熱爐可以實(shí)現(xiàn)較高的熱效率。
 
3. 高溫運(yùn)行
   蓄熱式加熱爐通常在高溫下工作,爐膛溫度通常可以達(dá)到1300°C到1500°C,部分高溫熔煉工藝可以達(dá)到更高的溫度。為了保證爐內(nèi)熱量的有效管理和避免能量損失,需要使用高性能的耐火材料。
 
4. 適用范圍廣
   蓄熱式加熱爐廣泛應(yīng)用于金屬加熱、玻璃熔化、陶瓷燒成、石油煉化等工業(yè)過程中。尤其適合需要持續(xù)高溫的工藝,并且對能源節(jié)約有較高要求的生產(chǎn)過程。
 
5. 節(jié)能減排
   由于廢氣熱量得到了有效回收和利用,蓄熱式加熱爐能夠顯著降低燃料消耗和排放量,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。
 
6. 較高的操作溫度和熱穩(wěn)定性
   蓄熱式加熱爐在熱交換過程中可能經(jīng)歷劇烈的溫度波動,因此要求其耐火材料具有較高的熱穩(wěn)定性和抗熱震性。
 
 
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蓄熱式加熱爐對耐火材料的要求
 
由于蓄熱式加熱爐在高溫、復(fù)雜的化學(xué)環(huán)境中工作,對耐火材料的性能要求非常高。具體要求如下:
 
1. 高溫穩(wěn)定性
   要求:耐火材料須能夠承受高溫而不發(fā)生軟化、變形或熔化。蓄熱式加熱爐的工作溫度常常在1300°C以上,因此耐火材料需具備高耐火度,能夠穩(wěn)定地承受高溫工作環(huán)境。
   適合材料:高鋁磚、剛玉磚、莫來石磚等耐火材料。
 
2. 優(yōu)異的熱震穩(wěn)定性
   要求:由于蓄熱式加熱爐存在熱交換過程,耐火材料將會經(jīng)歷反復(fù)的升溫和降溫周期,造成熱膨脹和熱收縮。因此,耐火材料需具備良好的抗熱震性能,以減少因溫度變化劇烈引起的裂紋或破損。
   建議材料:剛玉、莫來石、鎂鋁尖晶石等材料通常具有較好的抗熱震性能。
 
3. 高抗腐蝕性
   要求:蓄熱式加熱爐的爐膛和蓄熱體會接觸到高溫燃?xì)夂蜖t內(nèi)的化學(xué)氣氛,如氧化性氣體、酸性或堿性氣體等。耐火材料需要具有良好的耐腐蝕性,能夠防止因化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致的侵蝕、溶解或劣化。
   建議材料:高鋁磚、剛玉磚、鎂鋁尖晶石磚、鋯磚等耐化學(xué)腐蝕的材料。
 
4. 良好的熱導(dǎo)性
   要求:蓄熱式加熱爐通過蓄熱體儲存熱量并釋放熱量,因此耐火材料不僅要具備高溫穩(wěn)定性,還需具備一定的熱導(dǎo)性能,以確保熱量在爐內(nèi)的均勻傳遞。
   建議材料:剛玉、鋁土礦、莫來石等具有良好熱導(dǎo)性的材料。
 
5. 耐磨性
   要求:在加熱過程中,鋼水或其他物料的流動以及熔渣的存在可能會對耐火材料表面產(chǎn)生沖刷作用,造成耐火材料的磨損。因此,耐火材料還需要具有良好的耐磨性,特別是在爐底和側(cè)壁等部位。
   建議材料:剛玉磚、高鋁磚等具有較好耐磨性能的材料。
 
6. 良好的機(jī)械強(qiáng)度
   要求:耐火材料應(yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,以抵御高溫下爐內(nèi)氣流、物料沖刷等因素的作用,避免在高溫和高負(fù)荷下發(fā)生破裂。
   建議材料:高鋁磚、剛玉磚等材料具有較高的機(jī)械強(qiáng)度,適合高負(fù)荷的工作環(huán)境。
 
7. 優(yōu)異的熱膨脹性能
   要求:耐火材料的膨脹系數(shù)應(yīng)與爐膛的溫度變化和蓄熱體的熱交換特性相匹配。過大的膨脹或收縮會導(dǎo)致耐火材料出現(xiàn)裂紋或脫落,影響加熱爐的整體穩(wěn)定性。
   建議材料:鎂鋁尖晶石、莫來石等材料具有較低的膨脹系數(shù),適合用作蓄熱體或內(nèi)襯材料。
 
8. 易施工性
   要求:耐火材料應(yīng)易于施工,且能夠滿足蓄熱式加熱爐內(nèi)襯、蓄熱體等部位的特殊形狀和尺寸要求。施工過程中應(yīng)避免產(chǎn)生氣泡、空隙等缺陷,保證內(nèi)襯的整體性和穩(wěn)定性。
   材料:可使用耐火澆注料或澆筑材料來施工復(fù)雜形狀的蓄熱體或爐膛部位。
 
常見耐火材料選擇
 
根據(jù)蓄熱式加熱爐的要求,常用的耐火材料有:
 
1. 高鋁耐火磚:高鋁耐火磚廣泛應(yīng)用于蓄熱式加熱爐的爐膛、高溫區(qū)域。其優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性和抗腐蝕性使其成為常用的耐火材料。
2. 剛玉耐火磚:剛玉磚適用于要求高耐溫和耐磨損的區(qū)域,常用于高溫區(qū)和爐底等易受沖刷的部位。
3. 鎂鋁尖晶石耐火磚:鎂鋁尖晶石磚具有較強(qiáng)的抗堿性和耐高溫性能,適合應(yīng)用于需要耐高溫、抗腐蝕、耐磨的區(qū)域。
4. 莫來石耐火磚:莫來石磚抗熱震性能優(yōu)越,適合用于受到溫度劇烈波動的區(qū)域,如蓄熱體和爐膛墻壁。
5. 耐火澆注料:耐火澆注料在某些特殊區(qū)域,如爐膛或爐門的修補(bǔ)和澆注,能夠提供良好的施工性和密封性。
 
蓄熱式加熱爐通過回收廢氣熱量,提高能源利用效率,適合長時間高溫操作。其對耐火材料的要求主要包括耐高溫、抗熱震、抗腐蝕、耐磨損、機(jī)械強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)小等。選擇合適的耐火材料不僅能提高爐體的使用壽命,還能確保能源利用和穩(wěn)定的生產(chǎn)過程。

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