耐火材料帮助热工设备节能环保延寿

     热工设备节能。炉窑等热工设备内衬及部件是由耐火材料构筑的,热工设备一般都是耗能大户,温度越高,能耗越大。其实耐火材料在其中起着很关键的作用,在高温下,耐火材料既要保持稳定,又要保证热量尽量不散失,因此,耐火材料要求保温性能好、蓄热少。根据气体热导率低的原理,隔热保温耐火材料必须是轻质的多孔体。近年来,隔热轻质耐火材料发展速度较快,不但有不同材质、不同体积密度、不同热导率的定型耐火制品,而且有相应的浇注料、耐火纤维棉、耐火纤维制品、硅钙板、耐火泥浆等。

     在热工设备上,充分合理地利用耐火材料传热特性,也会提高热工设备的热效率和生产率。例如,焦炉在加热温度和炉墙厚度保持不变的情况下,利用高导热性硅砖,可使炭化室与燃烧室之间的温差减小,提高加热速度,缩短结焦时间。

     各种热工设备在生产过程中排出大量废气,带走大量热,约占能耗的30%～70%。回收废热,既节能又环保,通过在出口安装热交换器,利用余热预热燃烧的空气。热交换器的节能效果取决于所用材料的热导率,SiC 的热导率高,为理想的材料。电热储能用耐火材料既要有高的热导率,又要有高的热容量,抗热震性也要好,一般用镁铁砖。

     工业上常用电作为能源,容易控制温度和实现自动化,又不造成环境污染。以电阻发热材料即发热体作为电热转换元件的单阻式加热方法,最为简单和运用最广。目前应用的主要是特种耐火材料发热体,如SiC 发热体,使用温度可达160 摄氏度;硅化钼发热体可达180 摄氏度;二氧化锆发热体在氧化气氛下使用温度在180 摄氏度以上,甚至达220 摄氏度;炭素发热体在中性或还原气氛下可达330 摄氏度。

    延长热工设备内衬的使用寿命。热工设备内衬寿命延长,耐火材料消耗相对较少,耐火材料生产过程中的污染也得以减轻。另外,内衬寿命延长,用户停炉检修的次数减少,生产效率也提高了。

    热工设备内衬寿命要想延长,首先要有高质量的耐火材料,这是许多用户的呼声。其实,根据热工设备的使用条件,选择合适的耐火材料也非常重要。

    耐火材料使用中的维护也是延长使用寿命的重要措施。炼钢转炉内衬,一般寿命只有几百炉;采用一般修补后,寿命达几千炉;采用溅渣护炉技术,炉衬寿命能达几万炉,接近永久炉衬。热工设备内衬的维护修补方法有很多种,包括挖补、贴补、涂抹补、焊接补、压入法补炉等,应该根据损毁情况,采用合适的修补方法。此外,采用特殊的造渣剂,改变炉渣成分,降低炉渣对内衬的侵蚀性,也可延长使用寿命,减少废弃耐火材料的排放。

淘汰对人体有害的耐火原料及产品

    目前,业内公认耐火原料锆英石有放射性,对人体有害。其实,锆英石本身没有放射性,其伴生矿物独居石、磷钇矿和钍石等带有放射性。强化锆英石的选矿,除去独居石等杂质矿物,不但能避免放射性危害,而且能提高锆英石的质量。

    耐火材料常用的焦油、沥青等结合剂,高温时冒出黄烟并有难闻的气味,而且对人体有害。现在凡是用焦油、沥青,甚至酚醛树脂的地方,都改用环保型结合剂。例如,高炉用炮泥改用改性聚合物结合,不冒黄烟,效果良好。

镁铬砖是对人体有害的耐火原料,因为其在碱性环境和氧化气氛下使用会生成水溶性且能毒害人畜的六价铬。一些工业发达国家禁止生产镁铬砖。近年来,我国也注意到这方面的问题,寻找替代镁铬砖的产品,并且取得成效。例如,炉外精炼AOD 炉原用镁铬砖,现在逐渐用镁钙砖代替。

    硅酸铝耐火纤维被人体吸入后不可降解,从而对人体有害,一些发达国家限制使用。我国在积极研究生物可溶性耐火纤维,对人体不构成威胁,属节能环保型产品。另外,以六铝酸钙轻质骨料为主的浇注料可取代耐火纤维制品,不但对人体无害,而且高温的保温效果优于耐火纤维制品。

    硅砖生产过程中产生的粉尘,被人体吸收后容易得矽肺病,必须高度重视。一方面,在生产过程中做好防尘除尘工作;另一方面,可考虑使用替代产品。例如,碳化硅砖、刚玉砖等的热导率、强度等技术指标优于硅砖,只不过硅砖有价格优势。在高炉热风炉上,合成莫来石砖也比硅砖好用。目前,业内完全具备淘汰硅砖的条件。

综上所述,在耐火材料生产和使用过程中,凡是对环境产生污染、伤害人体健康的原料及产品,都应该被淘汰、替换。