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如何优化高温设备的炉衬耐火材料

     耐火材料是高温应用技术的基础,衬里材料的好坏对整个工程能否顺利投产,起着举足轻重的作用。因此,结合衬里材料性能与相关工艺进行设计尤为重要。也就是说,既要工艺完整,又要材料配置合理。 通过对衬里结构及衬里材料的优化配置,可以更好地达到提高使用寿命、辅助各类热工窑炉长久、稳定运行的目的。

    衬里材料在使用过程中,不可避免要遭受环境温度变化的作用,如:烘炉、升温及操作过程中的温度变动、蒸汽吹扫、开停车温度升降等。使用时操作平稳,避免急冷急热对衬里造成破坏,提高材料热震稳定性能,将有利于延长衬里使用寿命。衬里是在高温环境下使用的,在高温状态下要热膨胀,并因此受到挤压而产生热应力。当衬里的内部应力超过其本身强度时,就要产生剥落损毁等。针对使用工况的特殊性与苛刻性,对衬里材料的性能提出了更高的要求。目前在衬里性能方面的优化配置主要体现在以下几个方面:   
    热工窑炉用耐热材料。没有介质冲刷,操作温度高,要求衬里材料具有良好的隔热性能。目前,常用的陶粒、膨胀珍珠岩耐火度低,不能适应高温环境,我们通过扩展耐火原料,采用硅酸铝陶瓷纤维系列产品,开发出一系列适应各类热工窑炉各温度段的耐热衬里陶瓷纤维板、陶瓷纤维毯、陶瓷纤维模块等。该类产品具有导热系数小、线变化率低、施工性能好等特点。
    催化裂化装置用隔热耐磨衬里。催化裂化是重油轻质化重要的二次加工手段,是各炼油厂的核心装置,它属于高温、高压装置,内件多且形状复杂,存在流化催化剂的高速冲刷,所以必须采用不定形耐火材料在金属器壁内作隔热耐磨衬里。
    高冲刷部位高耐磨衬里材料。磷酸盐结合高耐磨衬里材料GP-2AM(AA料)克服了传统双组分磷酸盐结合高耐磨衬里材料的缺点,具有生产供货周期短、使用方便、施工性能优良、温度敏感性低、不鼓胀、凝结时间可调、物理力学性能优良等特点。同时,应各用户和使用环境要求,替代磷酸盐结合高耐磨衬里的水硬性高耐磨材料GT-2AS(AB料)具有更加优良的物理力学性能和更方便的施工性能。
    环境适应性技术。环境适应性技术是指不定形耐火材料通过引入复合外加剂,能在施工条件恶劣的低温环境和高温环境下正常施工,这种能够适应各种环境温度施工的材料技术,是环境适应性技术。高温环境指高于35℃的施工环境,一般结合剂铝酸盐水泥属快硬物质,高温环境会加速水泥水化的进程,产生大量的水化热,水化热的产生促进了水泥结构强度的增长,使衬里材料迅速硬化,失去施工性能;低温环境指低于10℃的施工环境,在低温环境下,水泥水化反应减慢,甚至因为温度过低而导致材料无法硬化。 针对此种情况,通过高温试验室的大批量模拟试验,掌握高温缓凝技术,能够使材料在50℃环境温度下,施工时间从30分钟延长至两小时不等,并能满足物理力学性能;而在低温试验中,在5℃环境温度下,仍可保证材料在3小时内硬化、8小时内脱模。 
    随着衬里材料性能的发展,材料性能对加水量、搅拌分散、养护等因素更敏感,对施工技术提出了更高要求。此外,衬里的养护和烘烤对衬里能够达到最佳状态是非常重要的。实际设备烘炉时,都是各个设备串联在一起,由于各个设备离热源的远近不同,升温快慢不一,应充分考虑设备及管道的各个部位,可延长烘炉时间,使衬里各部位达到或接近热处理要求。从使用上看,升温越慢,保温越长、水分烘得越透越好。 
信息来源:http://www.bestbw.com

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