真空炉出现于20世纪30年代前后。1927年美国制成电工材料真空退火炉。1953年真空自耗电弧炉在工业得到应用。真空炉即在炉腔这一特定空间内利用真空系统(由真空泵、真空测量装置、真空阀门等元件经过精心组装而成)将炉腔内部分物质排出,使炉腔内压强小于一个标准大气压,炉腔内空间从而实现真空状态,这就是真空炉。
以预制纤维模块砌筑纤维炉衬的优点有以下几方面:
1.施工简单、安装方便、节省工时。纤维炉衬维修时无需大面积拆除,只需要换损坏部位的纤维模块即可迅速恢复生产。
2.陶瓷纤维模块加工时采取了预压缩,能补偿“模块”在高温下的收缩,不仅减少了纤维炉衬加热线收缩量,同条件下较传统层铺式纤维炉衬可提高使用温度50℃以上。
3.具有优良的抗风蚀性能,传统层铺式纤维炉衬900℃下抗风蚀性能最大为10m/s,而纤维模块炉衬最大抗风蚀性能可达30m/s以上。如预制纤维模块含无机结合剂,其抗风蚀性能可达50m/s。
4.纤维模块的锚固件不暴露于纤维炉衬热面,无需采用昂贵的耐热合金、陶瓷及氮化硅等材质作为锚固件。
陶瓷纤维模块炉衬,属于热流方向与纤维呈垂直布置的炉衬结构。为此,纤维模块炉衬的导热系数值较传统层铺式纤维炉衬导热系数稍高,这在纤维炉衬结构设计时予以考虑。
砌筑方法与注意事项:耐火纤维毡、适用于窑炉内衬可大大提高节能效率。一般使用有机粘合剂使纤维卷合成筒形或薄板形织物。窑炉内壁采用高温轻质耐火砖砌筑厚,可用陶瓷纤维耐火毡粘贴成内衬,经烧成后,纤维毡或板形成一定的刚性并具有令人满意的恢复能力,冷却时能弹回使接缝紧绷。温度升高时,纤维预制件砌筑形成的接缝需用有伸缩性的纤维镶嵌。用预制组合件安装方便、迅速且维修方便,只需将损坏部分替换下来即可。
发展前景展望:由于能源价格不断上涨,燃料成本将会成为扼制陶瓷业发展的瓶颈,节能愈加重要。人们对窑炉热损失愈来愈关心,有的直接在原有耐火内衬表面加贴一层耐火陶瓷纤维以提高热效率。在加贴前必须将窑壁上明显的裂纹或剥落的部位修复好。不过隔热耐火砖与耐火纤维也不能任意滥用。迄今为止如碱性吹氧炼钢炉、水泥回转窑等内衬,由于高温化学侵蚀严重,都暂时不能用纤维作内衬。
对于连续加热设备如陶瓷隧道窑,早已实现了采用耐火陶瓷纤维用做连续加热设备的内衬,据有关报道,快速推板窑与隧道窑中采用耐火陶瓷纤维节能效果都很显著。尤其是超高温加热,如烧成温度在1538℃--1649℃的窑炉中,采用耐火纤维的节能效果最佳。
陶瓷纤维材料的保温机理
在各种物质中,以气体导热系数数值极小,常温下空气导热系数为0.025W/M.K。工业中,气体被广泛用作绝热体。但是,只有当气体不发生对流时,才具有优良的绝热性能。静止空气是一种低导热率、低热容量的优良绝热材料,耐火纤维具有接近空气的导热率,是因为耐火纤维是由固态纤维和空气组成的混合结构,其气孔率达到93%,大量低导热率空气充满于气孔中,并破坏了固态分子的连续网络结构,从而获得优良的绝热性能。并且气孔直径越小,沿热流方向由固态纤维分割成密闭状态的气孔数量越多,则陶瓷纤维的绝热性能越好。
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