Bogie Hearth Fırın Refrakter ve Yalıtımı: Astar Tasarımı, Isı Kaybı ve Kullanım Ömrü
Tekerlekli ocaklı fırınların iç kaplaması büyük bir yıpranmaya maruz kalır. Sıcak yüzey, sürekli çalışma sırasında 950 ila 1100 derece Celsius arasında sıcaklığa maruz kalır ve ortam sıcaklığından çalışma sıcaklığına ve tekrar geri dönen termal döngüler yaşanır. Tekerlekli ocağın içeri ve dışarı hareket ettiği fırının alt kısmı, tekerlekli tekerleklerden gelen mekanik yüke maruz kalır. Çatı ise yükten yayılan ısıya maruz kalır. Kaplamanın her bir parçası farklı şekilde gerilir ve iyi bir tasarım, refrakter malzemeyi yerel çalışma koşullarına uygun hale getirir. Bu göz alıcı bir iş değildir, ancak bir fırının büyük bakımlar arasında 5 yıl mı yoksa 15 yıl mı çalışacağını belirler.
Kaplama Mimarisi
Modern bir tekerlekli ocak fırınının iç kaplaması üç katmandan oluşur. Sıcak yüzey, tasarım sıcaklığına ve çalışma koşullarına bağlı olarak yüksek alüminyumlu tuğla (%60 ila %80 Al2O3) veya seramik elyaf modülüdür. Sıcak yüzeyin arkasında yalıtkan bir ateş tuğlası tabakası (IFB, %23 ila %26 Al2O3) veya kalsiyum silikat levha bulunur. En dış katman ise soğuk yüzey yalıtımını sağlayan ve çelik gövdeyi aşırı sıcaklıktan koruyan mineral yün veya seramik elyaf battaniyedir.
950 santigrat derece tasarımlı bir fırının toplam duvar kalınlığı tipik olarak 280 ila 350 mm arasındadır ve tam çalışma sıcaklığındaki gövde sıcaklığı 60 santigrat derecenin altındadır. Tasarım ısı kaybı, duvar alanının metrekare başına 600 ila 900 watt'tır; bu da 50 metrekarelik bir duvar alanında toplam 30 ila 50 kW ısı kaybına karşılık gelir. Bu sürekli bir enerji maliyetidir ve bunu en aza indirmek, bir fırının ekonomik olarak çalışmasını sağlar.
Seramik Elyaf Modül Kaplamaları
Seramik elyaf modülleri, yeni tekerlekli ocak tasarımlarının çatı ve yan duvarlarındaki tuğla kaplamaların yerini büyük ölçüde almıştır. Elyaf modülleri, akordeon şeklinde katlanmış ve gövdeye kaynaklanmış paslanmaz çelik ankrajlara monte edilmiş 200 ila 300 mm kalınlığındaki örtülerdir. Modüller birbirine karşı sıkışarak sürekli bir sıcak yüzey oluşturur ve katlanmış yapı, onlara iyi bir termal şok direnci kazandırır.
Fiber modüllerin tuğla panellere göre avantajları oldukça önemlidir. Isı kütlesi 4 ila 6 kat daha düşüktür, bu da daha hızlı ısınma ve döngü sırasında daha düşük enerji tüketimi anlamına gelir. 1000 santigrat derecedeki ısı iletkenliği, tuğla panel artı IFB artı battaniye için 0,6 ila 0,8'e karşılık 0,15 ila 0,25 watt/metre-Kelvin'dir. Kurulum daha hızlıdır ve onarımlar daha kolaydır - hasarlı bir modül 30 dakika içinde kesilip değiştirilebilir.
Buradaki dezavantaj, kullanım ömrüdür. 950 santigrat dereceye kadar ısıtılan tasarımlarda fiber modüller, sıcak yüzey modülleri sinterlenmeye ve kalınlık kaybetmeye başlamadan önce 5 ila 8 yıl dayanır. 1050 santigrat derecenin üzerinde, ömür 3 ila 5 yıla düşer. 1150 santigrat derecenin üzerinde ise fiber modüller önerilmez ve tasarım tekrar tuğlaya döner.
Yüksek Sıcaklık Uygulamaları İçin Tuğla Kaplamalar
1050 santigrat derecenin üzerinde çalışan tekerlekli ocaklı fırın tasarımlarında tuğla kaplamalar standart olmaya devam etmektedir. Sıcak yüzeyde yüksek alüminyumlu tuğla (%80 ila %90 Al2O3) kullanılır ve bunun arkasına IFB (1,0 ila 1,4 g/cm³ yoğunluk) ve seramik elyaf battaniye yerleştirilir. Tuğla kaplamalar daha yüksek termal kütleye ve daha yavaş ısınmaya sahiptir, ancak yüksek sıcaklıklarda daha uzun süre dayanırlar - 1100 santigrat derecelik bir tasarımda 8 ila 15 yıl.
MONTE INTELLIGENCE, yüksek sıcaklıklı tekerlekli ocaklı fırın tasarımlarında yan duvarlarda ve çatıda yüksek alümina tuğla, sıcaklığın daha düşük ve mekanik gerilimin daha yüksek olduğu kapı ve tekerlekli ocak kenarında ise fiber modüller kullanılmasını şart koşmaktadır.
Bogie Şömine Astarı
Vagon tabanı, kaplamanın en çok gerilime maruz kalan kısmıdır. Yük ağırlığını taşır, fırınla aynı çalışma sıcaklığına maruz kalır ve vagon içeri ve dışarı hareket ederken mekanik titreşimlere maruz kalır. Standart yapı, katmanlı bir kaplamadır: yüksek alümina tuğla veya ağır hizmet tipi fiber modüllerden oluşan sıcak bir yüzey, IFB'den oluşan bir destek katmanı ve kaplamayı desteklemek ve yükü vagon çelik çerçevesine dağıtmak için dökülebilir refrakterden oluşan yapısal bir katman.
Mekanik gerilme nedeniyle, tekerlekli ocak taban kaplamalarının kullanım ömrü genellikle fırın taban kaplamasına göre daha kısadır. Tekerlekli ocak taban kaplamasının yenilenmesi genellikle 5 ila 8 yılda bir planlanırken, fırın gövdesi kaplamasının ömrü 10 ila 15 yıldır. Yenileme işlemi, fırının 2 ila 4 hafta süreyle çalışmama süresini gerektirir.
Yalıtım Performansı ve Isı Kaybı
Bir tekerlekli fırının işletme maliyetine en büyük katkıyı sağlayan faktörlerden biri, iç kaplamadan kaynaklanan ısı kaybıdır. 950 santigrat derecede çalışan, iyi yalıtılmış 100 tonluk bir fırın, duvarlardan, çatıdan ve tekerlekli yapıdan sürekli olarak 80 ila 120 kW ısı kaybeder. Metreküp başına 0,30 ila 0,40 ABD doları doğal gaz fiyatlarıyla, bu sadece duvar ısı kaybı için yılda 50.000 ila 80.000 ABD doları anlamına gelir.
Son 20 yılda fırın iç kaplama tasarımındaki gelişmeler, ısı kaybını yarıya indirdi. Tuğla ve IFB ile çalışan 1990'lı yıllara ait bir tasarım, aynı fırında 150 ila 200 kW ısı kaybına neden olurdu. Bu iyileşme, seramik elyaf modülleri, mikro gözenekli yalıtım ve daha iyi ankraj sistemlerinden kaynaklanmaktadır.
MONTE INTELLIGENCE, çalışma sıcaklığı için en düşük pratik ısı kaybını elde etmek amacıyla tekerlekli ocaklı fırın astarları tasarlamaktadır. 950 santigrat derece için hedef, duvar alanının metrekare başına 600 ila 700 watt'tır. 1100 santigrat derece için hedef, metrekare başına 800 ila 900 watt'tır.
Kapı ve Bogie Kenar Contaları
Kapı ve tekerlek takımı kenarı, tekerlekli ocaklı fırınların en yüksek ısı kaybına neden olan iki bölgesidir. Kapının geniş bir yüzey alanı vardır, büyük fırınlarda genellikle 4 ila 6 metrekare arasındadır ve sızdırmazlığı mekaniktir. Tekerlek takımı kenarı, termal genleşmeye izin vermek için kapı çerçevesine 5 ila 10 mm'lik bir boşluk bırakır ve bu boşluk, soğuk havanın sızması için sürekli bir yol oluşturur.
İyi bir sızdırmazlık tasarımı, kapıda seramik elyaf halat conta kullanır ve bu conta hidrolik veya mekanik kilitler tarafından %30 ila %50 oranında sıkıştırılır. Vagon kenarı contası genellikle kum contası veya elyaf halat contasıdır ve contayı desteklemek için boşluğa küçük bir hava perdesi üflenir.
100 tonluk bir fırında kapı ve tekerlek takımı kenarından kaynaklanan ısı kaybı 30 ila 50 kW arasında olabilir; bu da toplam duvar ısı kaybının yaklaşık dörtte bir ila üçte birine denk gelir. İyi sızdırmazlık, yakıt maliyetindeki azalma sayesinde 6 ila 12 ay içinde kendini amorti eder.
Kaplama Muayenesi ve Bakımı
İyi bir bakım programı, kaplama ömrünü uzatır ve planlanmamış arızaları önler. Program şunları içerir: sıcak yüzeyin aylık görsel muayenesi, soğuk yüzey gövde sıcaklığının yıllık ölçümü ve kapı contası muayenesinin üç ayda bir yapılması. Gövdede sıcak noktaların oluşmasını önlemek için çatlak veya eksik tuğla veya fiber modüllerin derhal değiştirilmesi gerekir.
MONTE INTELLIGENCE, standart satış sonrası desteğinin bir parçası olarak kaplama inceleme hizmeti sunmaktadır. Bu hizmet şunları içerir: çalışma sıcaklığında gövdenin termal görüntülemesi, şüpheli bölgelerden numune alma ve delme işlemi, ayrıca onarım ve değiştirme zamanlaması hakkında öneriler içeren yazılı bir rapor.
MONTE INTELLIGENCE ile Kaplama Yenilemeleri Hakkında Görüşün
Yeni bir tekerlekli fırın almayı veya mevcut bir ünitenin iç kaplamasını yenilemeyi düşünen alıcılar için, MONTE INTELLIGENCE mühendisliği, belirli çalışma koşulları için başlangıç maliyetini, enerji verimliliğini ve kullanım ömrünü dengeleyen bir iç kaplama tasarımı önerebilir. Ziyaret edinwww.cnlymonte.com/products-bogie-hearth-furnace.html Ürün özellikleri için. Proje görüşmesi için, konu satırına "bogie hearth lining" yazarak ve çalışma sıcaklığınız ve prosesinizle ilgili ayrıntıları belirterek helenxu@cnlymonte.com adresine e-posta gönderin.
