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节能型材料硅酸铝纤维的应用效果

添加时间:2018年3月8日  浏览次数:

       硅酸铝耐火纤维是一种较新型的耐火保温材料。统计资料表明,用硅酸铝耐火纤维做电阻炉的耐火材料或保温材料可节约能耗20%以上,有的高达40%。因为硅酸铝耐火纤维具有耐高温、化学稳定性好、导热系数低等特点,因此使用硅酸铝耐火纤维作有色金属铸造车间电阻炉的炉衬,可缩短升温时间,降低炉壁温度和能耗。

       硅酸铝纤维有以下几个特点。

       (1)耐高温 普通硅酸铝耐火纤维是将耐火粘土、矾土或高铝原料在熔融状态下采用特殊冷却方法制成的一种非晶质纤维,使用温度一般在1000℃以下,有的可达1300℃。这是因为硅酸铝耐火纤维的导热效率和热容量接近空气。它由固态纤维和空气组成,空隙率达90%以上。由于大量的低热导率空气充满于气孔中,破坏了固态分子的连续网络结构,从而具有优良的耐热保温性能。

       (2)化学稳定性硅酸铝耐火纤维的化学稳定性主要取决于它的化学成份及杂质含量。这种材料的含碱量极低,几乎不和冷热水作用,在氧化气氛下非常稳定。但在强还原气氛下,纤维中的Fe2O3、TiO2等杂质很容易被还原,影响使用寿命。

       (3)容量及导热系数 采用不同的生产工艺,硅酸铝耐火纤维的容量有较大的差别,一般在50~200kg/m3范围内。导热系数的大小是衡量耐火保温材料性能优劣的主要指标。导热系数小是硅酸铝耐火纤维耐火保温性能好于其它同类材料的重要原因之一。此外它的导热系数同其它耐火保温材料一样,也不是常数,与容重和温度有关。

       硅酸铝耐火纤维节能效果

       电阻炉发热体发出的热量可分为两大部分,第一部分用来加热或熔炼金属,第二部分是炉衬材料的蓄热、炉壁散热以及开启炉门所产生的热损失。

       要使能量合理利用,就要将上述第二部分热损失减小到最低限度,提高发热体的有效利用率。炉衬材料的选择及变换对于蓄热损失及总热损失有显著影响。

       在已改造的250kg井式熔炼电阻炉中可以看出,不同炉衬在相同功率、相同条件下升温时间可缩短42.3%,炉壁温度也降低很多,能耗降低了42%,具体数据见表1。

       在350kg井室熔炼电阻炉中,改造前和改造后熔炼第二炉所用时间缩短了1小时。据统计已改造的6台井室炉及2台箱式炉的升温时间减少20%~40%,热效率提高15%以上。

       炉衬材料的选用

       炉衬的主要作用是隔热保温。在选用上要满足使用温度、工作寿命,筑炉成本、能源消耗、施工难易等一系列要求,不论耐热材料还是保温材料都不应长期超温使用。表2列出了常用的耐热材料和保温材料。

       铸造车间面临的主要问题是如何改造能耗大的电阻炉。改造前应对所改造炉进行几项数据的测定,以便确定改造后是否达到目的。这些数据包括额定功率、环境温度、升温时间、连续工作升温时间和炉壁温度。一般情况下建议采用表3所示的耐热层厚度与保温层厚度如表3。

       旧炉衬偏厚,这是因为原耐热保温材料性能不佳所至。改造时可在满足设计要求的情况下再用一些廉价保温材料填充,但炉衬蓄热损失要有所增加。炉体外表温度取50~80℃为宜,外表温度过高,热损失增加,外表温度过低,炉衬保温材料就要加厚,浪费材料增加炉衬的蓄热损失。所以在改造时,窑根据具体工业炉使用情况,合理选用。

       不难看出怎样合理利用和节约能源是工业部分当前迫切需要解决的主要问题之一。采用节能措施要比开发新能源容易,而保温技术又是节能技术中容易实现而且应用很广的一种,由此看出硅酸铝纤维正在以其独特的性能被人们所重视。将来的发展前景也是相当可观的。

关键词:硅酸铝纤维      
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