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耐火材料行業動態

耐火纖維噴涂

 耐火纖維噴涂料施工是纖維爐襯機械化施工的一種新耐火工藝。耐火纖維噴涂實質上也是耐火纖維爐襯的第二代技術。猶如重質耐火材料爐襯發展一樣,有第一代砌磚發展到第二代不定形耐火材料整體澆注,在材料形狀和施工工藝上一次突破。第一代耐火纖維爐襯技術自20世紀80年代初應用以來,就是采用纖維制品(氈、板、塊和毯等),在爐內進行手工粘貼和安裝,這種方法一直影響著爐襯的使用壽命。
    耐火纖維噴涂是通過專用噴涂機,將預處理的散狀耐火纖維棉高壓送出噴槍,同時,結合劑通過作用膠泵均勻的經噴槍外環霧化后噴入纖維中,兩者混合具有一定沖量打倒爐內壁上。外混方式使纖維棉能成絮片狀附著在被噴涂面上,在被噴涂面上成為襯層基本上是三維網絡結構,噴涂可將整個爐內襯形成一個均勻無接縫,密封性好的整體制品結構,其表面光潔平整,沒有烘爐要求,間歇式爐窯節能約30%。
耐火纖維噴涂以耐高溫(600~1450)℃、耐振動、隔熱效果好、吸聲和重量輕等優點,已取代磚結構和澆注料而成為新一代爐襯的優選材料,在冶金、石油、化工、機械、建筑等行業得到廣泛應用。傳統的耐火纖維的施工技術主要指的是耐火纖維制品的施工技術。采用粘貼、拼接等技術和工藝進行施工,施工難度大、速度慢,質量控制困難、接縫多,整體性差,工人勞動強度大。耐火纖維噴涂技術是纖維施工機械化的一項新技術新工藝。該技術是使用纖維噴槍,結合劑通過隔膜泵均勻地噴進纖維,二者在噴槍出口混合直接噴涂到工作表面上,形成的噴涂層具有三維網狀結構?朔藗鹘y施工技術的缺點,從而極大的提高了 爐窯熱效率。
    一、種類及其原料
    1.耐火纖維噴涂的主要原料:包括巖棉,標準硅酸鋁纖維、高純硅酸鋁纖維、高鋁硅酸鋁纖維,含鋯硅酸鋁纖維;多晶莫來石纖維、氧化鋁纖維、氧化鋯纖維等。耐火纖維爐襯的最高使用溫度因纖維品種、爐內氣氛而不同,一般在(1100~1450)℃。     
    2.應用 于高溫耐火材料的結合劑品種較多,性能各異。按照結合劑的化學性質分為無機結合劑和有機結合劑。無機結合劑主要有硅酸鹽類、鋁酸鹽類、磷酸鹽類、硫酸鹽類、氯化物類和溶膠;有機結合劑包括自然有機物和有機合成物。     
    3.巖棉在保溫、隔熱上具有良好的性能,工作溫度在(-80~700)℃之間?捎糜谶B續工作溫度在600℃以下的爐窯及管道襯層的隔熱保溫。     
    4.硅酸鋁系列耐火纖維密度在(250~300)kg/m3條件下導熱系數最小。標準型硅酸鋁纖維、高鋁纖維噴涂分別用于工作溫度在1000℃、1200℃以 下的熱工設備,在耐火、隔熱、保溫方面效果顯著,含鋯復合纖維及多晶莫來石纖維噴涂應用于1300℃以上的高溫爐窯。     
    5.常用硅酸鋁系列結合劑 屬熱硬性結合劑。在適應的工作溫度范圍內,結合劑成分、配比應有助于形成粘結鏈和網絡結構,既需快速促凝、固化后不收縮,又要具有均勻、分散、活動性,兼顧初始強度和熱態燒結性能。熱硬性結合劑的耐火度不低于1750℃,粘度(6.0~8.0)×10-3Pa•s。
    二、噴涂施工的應用
    1.應用范圍
    耐火纖維噴涂有很多優點,但其強度與耐火磚、高強度澆注料相比,還有一定差距,故耐火纖維噴涂層適用于無顆粒氣流沖洗及燃氣流速 ≤20m/s(若噴涂表面涂料可增強抗氣流沖洗能力)的各種產業爐窯的耐火襯里和復合爐襯。。另外,通過纖維原料的選用,塔、罐、容器等的外保溫也可選用噴涂施工。噴涂技術是耐火纖維施工技術的改進和進步,施工速度快,質量較好。在適合使用耐火纖維制品的領域都可進行噴涂技術的使用。  
    2.特點及優越性
    目前國內大部分爐窯的爐墻仍采用磚砌結構,其缺點是點火升溫時,蓄熱量大,升溫速度慢,熱耗增加;保溫效果差,散熱損失大,工作環境惡劣;熱惰性大,不適合自動化控制燃燒。
對 于復合結構的內襯,爐襯材料由耐火磚至澆注料發展到輕質纖維氈、毯、塊等,固然在一定程度上取得了進步,但纖維制品的施工工藝落后,施工質量難以保證,內襯的壽命受到較大影響。主要缺點是人力投入大,施工速度慢,施工質量很難控制;纖維制品間有貫通式直縫,密封性差,易竄火;球面及異型結構難以施工,維修和搶修困難.
    對于加熱爐爐襯來說,纖維噴涂技術采用優質纖維原棉,高性能纖維系列結合劑為原料,在一次性整體噴涂過程中形成網絡結構,與其他施工方法相比,具有以下優點:    
    (1)一次性噴涂所獲得的襯層無接縫,有效地避免了纖維制品在高溫下的定向收縮,消除了竄氣、露點腐蝕等對爐殼、錨固釘的危害,強化了密封、保溫耐火性能,提高了爐窯的熱效率。    
    (2) 纖維噴涂技術可以降低復雜形面,如球面、拐角、爐門及排煙管結合處等部位整體錨固的施工難度,進步了異形結合處的密封性能。襯層堅固、均勻而平整,具有較強的抗腐蝕能力。噴涂施工方便、靈活,錨固釘用量少,且全部埋在纖維爐襯里,有效防止釘頭燒損,避免熱短路。      
    (3)噴涂纖維襯層具有比平氈、毯較低的導熱系數,比立展折疊塊有較好的熱強度,錨固件埋于噴涂層內不直接傳遞熱量,節能達15%~30%。     
    (4)噴涂施工經濟實用,可以根據產業爐工況,采用多種纖維分層復合噴涂,有利于實現復合材料傳熱機理的溫度梯度分布,降低襯層材料的綜合造價。       
    (5)耐火纖維噴涂速度比常規施工方法進步4.5倍,尤其對搶修工程更具有優勢。涂層結構屬柔性質料,噴涂施工竣工后即可投進使用,減少近4/5的烘爐時間。

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