第九章热处理炉节能与改造-课二十二.pptVIP

北华航天工业学院 金属材料工程教研室 美国能源部工业技术局、 美国金属学会热处理学会和热处理协会一起花了近 8年时间制订了2004年热处理技术路线图 (修改稿 ) (Heat TreatinTechnology Roadmap 2004 HTS Revisi on ) ,公布于2004年《Heat Treating Progress》 杂志上。 明确提出，美国 2020年热处理生产技术发展的目标为：能源消耗减少 80%；工艺周期缩短 50%；生产成本降低 75%；热处理畸变为零；热处理件质量分散度为零；热处理加热炉寿命提高 10倍；热处理炉价格降低 50%和热处理生产对环境的影响为零。 1.2热处理设备的发展概况 生产设备与世界先进水平有20-30年之差距。专业化热处理工厂数目与美国相比相差35倍，生产效率比美国低26倍、设备利用率仅为30%，电耗却高于美国的40%，其电耗平均每吨比日本和欧美要多2～3倍。 热处理带来的环境污染问题十分严重，据不完全统计我国热处理业每年约有 5000吨淬火油因蒸发或局部燃烧造成CH化合物、CO及烟尘；有约9000吨废淬火油因排放不当而污染水质；每年盐浴炉生成盐蒸汽7000吨以上；有害废渣约10000吨；燃煤炉窑排放SO2约1.5万吨，灰分约8.5万吨；喷砂处理中产生的SiO2等有害粉尘10000吨，严重污染了环境。 由于生产设备和规模的落后，我国热处理生产耗能巨大而利润并不高约为美国的1/30，年营业额约为美国的1/25。 作业和思考题： 用温度提高100℃左右。 具体方法是: 如果纤维毡内的纤维沿面内方向近似层状排列，则将毡子切割成带状，再将切割面压成炉壁面形状，由于纤维的轴线方向大部分垂直于炉壁面，仅仅是纤维的前端暴露在炉内温度中，这样要比层铺结构的内衬耐热性能好。施工前，先将多孔耐热角钢焊于炉壳钢板上，将纤维毡切割成带状，用金属锚杆从侧面将纤维毡条穿于多孔角钢上固定，如图12一5所示。这种方法与层铺法相比锚固件不直接暴露于炉衬表面，锚固件的工作温度降低，材料要求也可降低，而且比同条件下层铺式炉壁收缩小、变形小、强度大，抗炉气冲刷能力强。 制成的原料与水一起直接喷涂在施工面上，这样既具有纤维毡内衬的特征，还具有喷涂所特有的优点: ①由于喷涂是无接缝的整体施工法，其热损失小; ②对于形状复杂部位容易施工; ③螺杆不露出表面，不易损坏， 其缺点是: 由于纤维分布方向垂直于炉壁，故热阻小，热导率增加，其保温性能不如层铺法，故需增加纤维毡层的厚度，其施工方法较为麻烦。 (4)喷涂法 所谓喷涂法是以特殊的喷涂机，将散纤维和无机结合剂 而且热短路亦少; ④喷涂的厚度可以自由选定。通常的施工方法;在炉壳上焊接V,T,Y型补强锚件，间距为250~300mm，只进行锚件端头距表面10~ 30mm的埋没喷涂，也有内衬全部作耐火纤维的喷涂，但是低温部分的衬垫，一般采用低级材料如矿渣棉、玻璃棉喷涂。喷涂表面往往凹凸不平，可设法调整密度[0.20~0.30g/cm3)和厚度，将表面加工平滑，干燥24小时后使用。 (5)贴面法 上述几种方法都是用于整体纤维炉衬，采用整体炉衬比较适合于新炉子的制造。对于现有的大量旧炉改造则要求旧炉子全部拆去重建，这样改造是很不经济的。在这种情况下，提出了耐火纤维贴面法这一新的施工方. 粘贴厚度多大，均应辅之以机械固定措施。采用耐火纤维贴面法有下列一些优点: ①每平方米的纤维贴面费用比新砌砖炉低20%，且寿命长; ②施工周期短，30 ~40m2的贴面两人一天就能完工，工效也高 所谓贴面法就是在现有耐火砖壁上用特殊高温粘贴剂贴上一层或几层耐火纤维毡或毡单元，如图12一6所示。其施工法既可以是层铺粘结法，也可以是叠层粘结法，或者是层铺与叠层并用的施工方法。考虑到因粘贴强度不足而引起纤维毡层剥离的可能性，当贴面厚度比较大时，应用辅助的机械固定措施，而其中炉顶部分则无论 ③由于采用纤维作热面降低了贴面背层耐火砖的平均温度，减少了蓄热量，节能10%~30%左右;④降低了炉衬维修费用，耐火纤维使原有耐火砖的热面温度降低，几乎不受炉内操作温度急变的影响，而且耐火纤维的抗震性和耐急冷急热性好，因而可延长砖砌体的寿命。 2. 粘结剂的配制 粘结剂种类很多，常见的有磷酸粘结剂，水玻璃粘结剂，硅溶胶粘结剂和双氢磷酸铝粘结剂等。同一类粘结剂，其配方成分和比例也不一致，表12一12为以磷酸为基的粘结剂的配方。由表中可以看出，磷酸粘结剂的配方是不很严格的，因此，表中所示配比仅供参考，在实际使用时，可以允许作适当的变动。磷酸粘结剂适用于纤维