盡管工業(yè)爐的種類繁多,但從基本結(jié)構(gòu)上講,主要包括三部分:①供熱系統(tǒng):包括向工業(yè)爐內(nèi)物料提供各種熱源的設(shè)備系統(tǒng)。如:能源介質(zhì)管道和設(shè)備系統(tǒng)、電力輸送系統(tǒng)變壓設(shè)備等:②工業(yè)爐本體:這是工業(yè)爐的基本結(jié)構(gòu)。一般包括框架支撐結(jié)構(gòu)、爐體結(jié)構(gòu)、物料輸送系統(tǒng)等。③排煙系統(tǒng):主要包括煙道、煙囪、換熱器和排煙輔助設(shè)備等。④ 其它配套設(shè)備。
工業(yè)爐爐襯結(jié)構(gòu)設(shè)計時完成筑路材料到爐襯結(jié)構(gòu)的依據(jù),是實(shí)現(xiàn)設(shè)備工藝目的的關(guān)鍵程序。這里主要介紹以耐火材料為主要材料的爐襯體結(jié)構(gòu)。在爐襯的設(shè)計過程中,通常需要注意以下幾方面:
(1)合理的爐型尺寸。這是工業(yè)爐所服務(wù)的生產(chǎn)工藝所確定的,爐型尺寸服從于工藝要求和設(shè)備整體設(shè)計。爐型尺寸是工業(yè)爐生產(chǎn)工序的基本條件,爐襯尺寸的合理與否,直接影響到整個工序的生產(chǎn)。
(2)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)形式。由于工業(yè)爐的特殊用途,爐襯一般是單面受熱。當(dāng)爐襯長期處于這種極端溫差環(huán)境下,或是產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破損,或是應(yīng)力變形,或是在熱面形成熔融成,爐襯結(jié)構(gòu)將受到極大的考驗(yàn)。因此,爐襯結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,是爐襯設(shè)計的關(guān)鍵指標(biāo)。
(3)經(jīng)濟(jì)、有效的材料配置。
一般來講,工業(yè)爐的內(nèi)襯襯體結(jié)構(gòu)主要有4種形式: (1)耐火磚砌體: (2)不定形耐火材料襯體(3)耐火陶瓷纖維襯體:(4)混合襯體。
(1)耐火磚砌體
耐火磚砌體是由耐火磚和耐火泥漿構(gòu)成。是工業(yè)爐爐體結(jié)構(gòu)中最傳統(tǒng)、使用最廣泛的一種砌體結(jié)構(gòu)形式。在用耐火磚構(gòu)筑或修建工業(yè)爐爐體結(jié)構(gòu)時,首先應(yīng)該根據(jù)設(shè)計或原結(jié)構(gòu)要求,選擇耐火磚和耐火泥。然后才有按照設(shè)計圖完成砌體結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑。一般有耐火磚構(gòu)筑的砌體,在工業(yè)爐爐體結(jié)構(gòu)中主要用于墻體、爐頂、爐底和管道。
(2)不定型耐火材料襯體
所謂不定形耐火材料襯體,是指構(gòu)成爐襯襯體的主要材料是不定形耐火材料。這些不定形耐火材料主要包括:耐火澆注料、耐火可塑料、耐火噴涂料等。
耐火澆注料在作為爐體結(jié)構(gòu)主要材料時,用于爐體結(jié)構(gòu)的側(cè)墻、爐頂、管道內(nèi)襯和外包扎等工作層,也有用于工作層與爐子鋼結(jié)構(gòu)(如:爐殼)之間作為保溫層。
耐火可塑料。從理論上講,耐火可塑料可以在各種工業(yè)爐的主體結(jié)構(gòu)上代替耐火磚的功能。但實(shí)際應(yīng)用時,還是需要研究完以下問題再做決定。
①爐子的種類和形式:是熔煉爐、反應(yīng)爐還是加熱爐:
②爐子結(jié)構(gòu):爐頂、側(cè)墻還是爐底:施工厚度:有無隔熱材料:爐墻的高度和荷載情況等:
③爐子的操作情況:爐溫及其變化、操作方式是連續(xù)還是間歇、被加熱物料的狀態(tài)使固態(tài)還是液態(tài)或氣態(tài)、爐內(nèi)的沖擊荷載等:
④經(jīng)濟(jì)性和施工條件等。在實(shí)際工業(yè)爐爐體結(jié)構(gòu)中,耐火可塑料應(yīng)用最多的是在爐體的爐頂和爐墻部分。
耐火噴涂料。由于噴涂施工具有可以在任何角度、任何位置,并形成任何幾何形狀等優(yōu)點(diǎn),因此在工業(yè)爐的爐襯設(shè)計中,常常采用由噴涂料通過噴涂施工形成的襯體。
由于噴涂料的特性與澆注料基本相同,因此在結(jié)構(gòu)形式上也雷同澆注料襯體,在工業(yè)爐爐體應(yīng)用的部位包括爐墻、爐頂、管道內(nèi)襯壁以及保溫層等。為穩(wěn)定噴涂料襯體的結(jié)構(gòu),通常在襯體內(nèi)也根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)要求,配設(shè)不同形式的金屬錨固件或錨固磚等。
(3)耐火陶瓷纖維襯體
耐火陶瓷纖維作為一種半成品原料,呈松散狀,可加工成纖維毯、纖維繩、纖維紙、纖維板、纖維扎快(折疊式模塊或?qū)盈B式模塊)等成品,添加結(jié)合劑后可以成為纖維噴涂料或纖維澆注料。陶瓷纖維可以以松散狀直接使用,但在作為一種襯體存在時,往往把陶瓷纖維加工成毯、板或扎塊等產(chǎn)品使用。
所以在現(xiàn)有的工業(yè)窯爐中的內(nèi)襯,基本上可以確定必須要使用耐火材料來保護(hù)外殼的熔融變化。