锻造加热炉是锻造行业的关键设备之一,由于炉温高,温度波动大,并受强烈的振动和进出料时的机械撞击,工作环境十分恶劣。因而传统的耐火砖砌筑的加热炉寿命很短,特别是炉顶,一般寿命仅1年常常不得不停产抢修每年要增加大量的维修工时和费用。后经改良耐火材料使用方法,开始采用加热炉专用耐火浇注料来应用在锻造加热炉上,并用其将炉顶、炉门等易烧损部位制成易于更换的预制件,显著延长了炉子寿命,取得了良好的经济效益。
一:使用效果及分析
(1)加热炉专用浇注料有良好的高温使用性能,加热炉专用浇注料大幅度提高炉子寿命的原因是这种浇注料的基质石英型AIPO4(熔点约2000℃)呈链状空间网状高分子结构,所以它除了有良好的耐火性之外,高温下还具有韧性、抗冲击性和耐磨性一级热稳定性。当炉温超过1400℃后,由于烧结等物理化学反应,强度又提高了。因而加热炉专用浇注料在1400℃以上的高温时,性能优于耐火砖砌筑。两种耐火材料的主要性能列于表1
(2)加热炉专用浇注料炉体易于修补。耐火砖砌筑的炉顶修补起来很困难,常因局部烧损塌落而不得不全拆重筑。而加热炉专用浇注料预制炉顶整体性好,高温强度大,即使局部剥落也不致引起炉顶塌陷,且修补容易,同时也延长了炉顶的寿命。
(3)修炉次数减少。由于炉顶寿命的提高,减少了因拆修炉顶造成的对其他炉体的影响,也相应延长了炉子的整体寿命。
(4)生产操作方式的影响。间歇操作的实式炉与连续加热炉,炉顶均为加热炉专用浇注料预制,差异在于间歇式操作中,炉温剧烈变化对炉顶的破坏。一般来说耐火材料中AL2O3含量越高,其耐火度越高,但热稳定性也越差。虽然加热炉专用浇注料的热稳定性优于一般重质浇注料,但室式炉在频繁的较大热应力作用下,炉子易开裂、剥落,使用寿命降低。而连续式加热炉正常生产后,温度场长期不变,因而开裂、剥落少,延长了炉子寿命。
二:热损失减少
热损失减少主要有以下两个原因
(1)加热炉专用浇注料整体密封性较砖砌好。耐火砖砌筑的炉体砖缝多,是影响炉体寿命的重要环节。耐火泥浆在高温炉气冲刷、侵蚀和耐火砖胀与缩的作用下,易粉化脱落,使砌体从砖缝开始受到侵蚀破坏,从而使炉体散热损失增大。而浇注料为无缝整体结构,透气度小,所以热损失较小。
(2)加热炉专用浇注料便于炉体保温。保温越好,炉内衬两界面间温差越小,其高温强度越低,易造成炉体软化坍塌。所以要视内衬材料的高温强度适当保温。尽管耐火砖中有熔点很高的莫来石晶体熔点1870℃,但数量很小很细针状,呈孤岛状分散在大约占矿物相的硅质玻璃体中,后者在1300℃一1360℃就软化。莫来石能溶解在液相中,使耐火砖制品的耐压强度急剧下降。因而耐火砖砌筑的炉子不宜过分强调保温,尤其是炉顶。而浇注料在1400℃以上时仍有较好的高温强度,所以浇注料炉体可适当加强保温。
三:总结 加热炉专用浇注料应用于锻造加热炉上能显著提高加热炉寿命。 虽然一次施工材料费比耐火砖砌筑高3倍多,但其一年所带来的经济效益即可完全收回投资。预制炉顶具有筑炉简便快捷、省工省时省力的特点,尤其适于抢修。对其他炉子的改造也有可借鉴之处。