步进梁式加热炉耐火炉衬/硅酸铝纤维毯热稳定性

陶瓷纤维与其他高温过滤材料的比较：

用于高温过滤烟气过滤材料的无机纤维除了玄武岩纤维以外，还有多种高性能纤维，例如碳纤维、玻璃纤维和石棉纤维等。它们具有无机纤维的部分或全部的特性，如耐高温性、阻燃性、强度大、模量高、化学性质稳定、吸声隔音、透电波、抗震和介点绝缘等。这些纤维虽然具有多种优异的性能，但也具有一定的缺陷。例如，碳纤维表面化学性呈惰性、表面能低、表面光滑，在使用过程中易引发静电等；玄武岩纤维密度较大，在梳理成网时易出现脱落现象，且表面光滑、脆性大等；玻璃纤维硬度过高、卷曲度小、耐磨性能差；石棉纤维在使用过程中会产生致癌物质，环保性很差等。

陶瓷纤维作为理想的高温烟气过滤材料，其主要优点主要表现为：过滤方面：具有较高的除尘效率，可达99％以上；具有较高的强度和耐热性；具有良好的耐高温气体腐蚀和化学腐蚀。制作工艺方面：具有加工容易、施工方便等特点，并且原料来源较为广泛。环保方面：在使用过程中不会产生二次污染，不会产生有毒有害气体，对环境无任何影响。经济方面：具有良好的再生性能，使用寿命长，原料廉价易得，成品加工流程短等。陶瓷纤维作为高温滤料，在使用过程中清灰也比较容易，因此具有良好的经济特性。

步进式炉是依靠专用的步进机械使钢坯在炉内移动的一种机械化炉，其基本特征是钢坯在炉底上的移动靠炉底可动的步进梁作矩形轨迹的往复运动，把放置在固定梁上的钢坯一步步由进料端送至出料端。耐火纤维一般可用于预热段壁衬材料，加热、均热段壁衬背衬绝热；烟道系统壁衬材料及热风管道包扎材料。

1、炉型结构及功能简介

步进梁式炉，属于连续式炉。炉膛内温度区段分为预热、加热（高温）、均热（保温）段。步进梁为水冷梁（少数为汽化冷却及高压水高温冷却的热介质冷却梁）或耐热钢梁。多用于长工件热处理中的淬火，正火前加热以及回火热处理加热。炉温在900--1300℃，燃料油煤气、重油。

2、炉内工况条件

炉温在900--1300℃，燃料油煤气、重油。

3、壁衬材质及保温厚度的确定

A、壁衬材质：根据步进式炉各工作段的工艺操作温度及操作特点，硅酸铝纤维壁衬（指全纤维结构）仅适用于预热段，另外，硅酸铝纤维毯、毡、板凳产品可与耐火浇注料、轻质砖等构成复合内衬用于均热段、加热段及水梁包扎。

使用耐热钢梁的步进式梁炉，受梁的材质所限，炉温一般不超过1050℃，炉墙和炉顶可使用锆铝型、含锆型耐火纤维炉衬。

B、保温厚度的确定：采用纤维壁衬，厚度在250-350mm之间，即能达到较好的隔热节能效果。

4、推荐壁衬结构形式：

作为能采用全纤维结构的预热段常采用平铺陶瓷纤维毯与叠砌陶瓷纤维组件的复合内衬。平铺背衬采用陶瓷纤维针刺毯，施工时焊接耐热不锈钢锚固件，压入快速卡片固定，平铺2-3层，厚度一般为50-80mm。叠砌工作层采用经陶纤甩丝针刺毯折叠压缩而成的纤维预制组件（包括吊挂式、滑推式、角铁式结构）。纤维组件的厚度一般为200-270mm。

另外，预热段壁衬也可采用复合纤维喷涂内衬。背衬喷涂纤维可用普通型或标准型，工作热面层则用高铝型或锆铝型纤维，厚度分别为50-80mm和160-200mm，并预埋耐热保温钉和根据施工层逐层压入快速卡片和耐热钢丝固定内衬。

5、壁衬中所用锚固件结构形式推荐

材质1Cr18Ni9Ti或Cr25Ni20

陶瓷纤维棉：

陶瓷纤维棉又称硅酸铝纤维棉或硅酸铝棉，是一种新型的耐火保温材料。陶瓷纤维棉按照耐火温度分类：有普通型1050，标准型1260，高纯型1260，高铝型1400，锆铝型1400，含锆型1400。陶瓷纤维棉长期工作温度950℃～1280℃。实际使用温度 -50℃ ～1280℃。

说到陶瓷纤维棉，可能很多人对这种产品都不是很了解。其实陶瓷纤维棉，是可以加工成纤维布或绳子等等一系列产品的一种材料，陶瓷纤维棉与喷丝棉的差别。

1、抗拉抗折烈度：陶瓷纤维棉因为纤维更粗而优于喷丝棉；

2、纤维丝的半径：前者纤维更粗些，纤维普通为3.0-5.0m，喷丝纤维普通为2.0-3.0m；

3、纤维丝的宽度：陶瓷纤维棉纤维更长些，纤维普通为150-250mm,喷丝纤维普通为100-200mm；

4、余热锅台等大块纤维棉的竖直层铺应用：陶瓷纤维棉因为纤维丝粗而长，拥有更好的抗张力，更耐久耐用，从而优于喷丝棉。

陶瓷纤维棉通过电阻炉将原材料高温熔融，经喷吹或甩丝成纤工艺生产制成，直径一般为2〜5μm，长度多为30〜250 mm。

陶瓷纤维棉的纤维表面呈光滑的圆柱形，横截面通常是圆形。其结构特点是气孔率高(一般大于90%)，而且气孔孔径和比表面积大。由于气孔中的空气具有良好的隔热作用，因而纤维中气孔孔径的大小及气孔的性质(开气孔或闭气孔)对其导热性能具有决定性的影响实际上，陶瓷纤维的内部组织结构是一种由固态纤维与空气组成的混合结构，其显微结构特点是同相和气相都是以连续相的形式存在。因此，在这种结构中，固态物质以纤维状形式存在，并构成连续相骨架，而气相则连续存在于纤维材料的骨架间隙之中。正是由于陶瓷纤维具有这种结构，使其气孔率较高，气孔孔径和比表面积较大，从而使陶瓷纤维具有优良的隔热性能和较小的体积密度。

陶瓷纤维毯导热系数

陶瓷纤维毯导热系数随体积密度的增大而降低，但降低的幅度逐渐减小，以致当密度超过一定范围后，导热系数不再降低，反而有增大的趋势。

不同温度下有一较小的导热系数和与之对应的较小体积密度，极小导热系数对应的体积密度又随温度升高而增加。

正确认识和运用上述规律对陶瓷纤维应用有重要意义，陶瓷纤维的绝热性能主要是利用制品气孔中密闭空气的绝热作用，当固态纤维比重一定时，气孔率越大，则体积密度愈小。

在渣球含量一定时，体积密度对导热系数的影响实质是指气孔率、气孔大小及气孔性质对导热系数影体积密度＜96Kg/m3时，由于混合结构里气体的振荡对流、幅射传热增强，导热系数随体积密度减小，呈指数函数关系的增加趋势。

陶瓷纤维毯体积密度＞96Kg/m3时，随着体积密度增大，分布于纤维内气孔呈封闭，微孔状比例增加，气孔中空气气流受到制约，纤维内热转移量减少（热阻增大），同时又导致通过孔壁间的辐射传热量也相应减少，从而使导热系数降低。

体积密度增大到一定范围240～320Kg/m3固态纤维接触点增加，使纤维本身形成一个桥，通过桥使传热量增大，其次，固态纤维接触点增加，又使气孔对传热的阻尼作用减弱，从而导致导热系数不再降低，并有增大趋势。

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