CN100398966C - 减少工业炉中搁丝砖造成的热损失的方法 - Google Patents

减少工业炉中搁丝砖造成的热损失的方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种减少工业炉中搁丝砖造成的热损失的方法，本发明的方法为：方法一：在伸入炉膛的搁丝砖部分下侧粘贴一层耐火纤维；或者方法二：减少每层搁丝砖的数量。或者方法三：对于使用温度较低的电阻炉可以取消搁丝砖直接利用阶形砖。本发明节能效果最高可达15%，对于工业炉节能具有重大的现实意义。

Description

减少工业炉中搁丝砖造成的热损失的方法
本发明涉及的是一种减少工业炉热损失的方法，尤其是一种减少工业炉中搁丝砖造成的热损失的方法。属于冶金类工业炉设计领域。
工业炉广泛应用于冶金，铸造，热处理和锻造等行业，其能耗约占热加工专业厂的80％以上。提高工业炉的热效率，降低能源消耗，延长炉子的寿命是工业炉重点要解决的问题之一。工业炉主要热损失是炉衬的蓄热和炉墙的散热，其热损失占总热量的35％以上。为了节省能源，保护环境，有效地利用现有资源，有必要对工业炉进行节能改造。工业炉中采用螺旋线状电阻丝在加热元件中占有相当比例。目前工业炉安装螺旋状电阻丝是通过镶嵌在炉衬上阶形砖阶形槽内的搁丝砖固定电阻丝。搁丝砖由于直接支撑电阻丝，需要承受较高温度和具有较高的抗蠕变强度。因此搁丝砖导热系数比阶形砖大的多，见表1，搁丝砖的热阻比阶形砖小。通过搁丝砖向炉外壁传出的热量比通过阶形砖大，这种现象可称为“热短路”。
表1：常用隔热保温材料的密度和导热系数
  类型   材料   密度(g/cm<sup>3</sup>)   导热系数(w/m°c)
  搁丝砖   高铝   2.4   2.09+1.86×10<sup>-3</sup>T
阶形砖 QN-0.6轻质耐火砖 0.6 0.165+0.19×10<sup>-3</sup>T
  阶形砖   硅酸钙制品   0.22   0.056+0.1×10<sup>-3</sup>T
  阶形砖   硅酸铝纤维硬质制品   0.3   0.04+0.2×10<sup>-3</sup>T
  硅酸铝纤维   0.135   0.02+0.13×10<sup>-3</sup>T
过去在设计工业炉过程中不考虑热短路造成的热损失，甚至忽略搁丝砖的导热能力。但经计算机有限元计算，表明热短路对炉墙的散热有着不容忽视的作用。通过对背景技术的检索，未见有任何文献或专利技术对减少工业炉中搁丝砖造成的热损失的方面的有关报道，通过检索结果分析，说明现有技术对减少工业炉热损失措施主要集中在改进工业炉炉衬的材料或结构上，如采用耐火纤维或复合炉衬等。
本发明的目的在克服现有技术中的不足，围绕着工业炉搁丝砖的热损失作了全面的分析研究，完整地提出了减少工业炉中搁丝砖造成的热损失的方法，有效地节省了能源，具有极大的应用前景。
本发明技术方案如下：根据对现有工业炉能耗以及热效率和热短路的分析，本发明的方法具体如下：
方法一：
在伸入炉膛的搁丝砖下侧粘贴一层耐火纤维，具体步骤为：①按照正常砌炉墙的方式把搁丝砖安装在阶形砖间，②在搁丝砖突出部份下侧粘贴一层耐火纤维，覆盖突出部分下侧，③将电阻丝安放在搁丝砖槽内；因为搁丝砖的热源主要来自于其上电阻丝的热传导和电阻丝的热辐射，下侧耐火纤维能阻隔电阻丝向上的热辐射受耐火纤维的阻隔，减少通过搁丝砖传出的热量；
或者方法二：
减少每层搁丝砖的数量，现有炉子搁丝砖的排放是紧密相邻的，具体步骤为：①按照正常方法砌阶形砖，②在砌搁丝砖时，改变原搁丝砖紧密相邻方式，将相邻的搁丝砖之间隔开一定距离，其间填充耐火纤维或放置耐火纤维硬质制品或硅酸钙等超轻质耐火砖，③将电阻丝安装在搁丝砖槽内；
或者方法三：
对于使用温度较低(＜850℃)的电阻炉可以取消搁丝砖加宽阶形砖槽口宽度，以便安放电阻丝。具体步骤如下：①烧制阶形砖时将阶形砖的原阶形槽缺口扩大，②砌炉墙时原安装搁丝砖的的地方改为阶形砖，阶形槽变为搁丝槽，直接将电阻丝安装在阶形槽内。
本发明具有实质性的特点和显著的进步，经实测本发明的三种方法的节能最高可达到15％，对于工业炉的节能具有重大的现实意义，详见表2：
表2：840*3500井式炉墙热损失的比较
Figure C9912418300052
以下将结合附图对本发明进一步说明：
附图1为现有技术中的搁丝砖安放方式的剖面示意图。
附图2为现有砌炉技术中的搁丝砖安放方式的俯视示意图。
附图3为本发明方法1的示意图。
附图4为本发明方法2的示意图。
附图5为本发明方法3形式一的示意图。
附图6为本发明方法3形式二的示意图。
如图1、图2所示，现有技术为阶型砖1预先制成阶型槽2，其阶型槽高度、深度与搁丝砖3的插入部分相匹配，阶型砖1相互垒砌，搁丝砖3插入阶型槽2，搁丝砖3与阶型砖1间隙很小。搁丝砖3伸出部分上搁置电阻丝6。
如图3、图4、图5和图6所示，本发明的这种方法具体如下：
方法一：
在伸入炉膛的搁丝砖3部分下侧粘贴一层耐火纤维4，具体步骤为：①按照正常砌炉墙的方式把搁丝砖3安装在阶形砖间，②在搁丝砖3突出部份下侧粘贴一层耐火纤维4，覆盖突出部分下侧，③将电阻丝安放在搁丝砖3槽内；
因为搁丝砖3的热源主要来自于其上电阻丝5的热传导和电阻丝5的热辐射，下侧耐火纤维4能阻隔电阻丝5向上的热辐射，减少通过搁丝砖3传出的热量；
或者方法二：
减少每层搁丝砖3的数量，现有炉子搁丝砖3的排放是紧密相邻的，见图2，具体步骤为：①按照正常方法砌阶形砖1，②在砌搁丝砖3时，改变原搁丝砖3紧密相邻方式，将相邻的搁丝砖3之间隔开一定距离，其间填充耐火纤维4或放置耐火纤维硬质制品或硅酸钙等超轻质耐火砖6，如图4，③将电阻丝5安装在搁丝砖3槽内，与原安装方式相比，该方法减少了搁丝砖3数量，等于减少搁丝砖3所造成的“热短路”面积，降低了热损失；
或者方法三：
对于使用温度较低(＜850℃)的电阻炉可以取消搁丝砖3，具体步骤为：①烧制阶形砖时将阶形砖1的原阶形槽2缺口扩大，②砌炉墙时原安装搁丝砖3的地方改为阶形砖1，阶形槽2变为搁丝槽，直接将电阻丝5安装在阶形槽2内，如图6所示。

Claims (1)

1.一种减少工业炉中搁丝砖造成的热损失的方法，其特征在于，具体如下：减少每层搁丝砖(3)的数量，具体步骤为：①按照正常方法砌阶形砖(1)，②在砌搁丝砖(3)时，改变原搁丝砖(3)紧密相邻方式，将相邻的搁丝砖(3)之间隔开一定距离，其间填充耐火纤维或放置耐火纤维硬质制品或硅酸钙超轻质耐火砖，③将电阻丝(5)安装在搁丝砖(3)槽内。
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