วัสดุทนไฟและฉนวนสำหรับเตาเผา Bogie Hearth: การออกแบบวัสดุบุผนัง การสูญเสียความร้อน และอายุการใช้งาน
วัสดุบุผนังของเตาหลอมแบบมีล้อเลื่อนนั้นต้องรับแรงกระแทกอย่างหนัก พื้นผิวที่ร้อนจะมีอุณหภูมิสูงถึง 950 ถึง 1100 องศาเซลเซียสในการใช้งานต่อเนื่อง โดยมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจากอุณหภูมิแวดล้อมไปจนถึงอุณหภูมิใช้งานและกลับมาอีกครั้ง ส่วนล่างของเตาหลอมซึ่งเป็นจุดที่ล้อเลื่อนเข้าออกนั้น จะรับแรงทางกลจากล้อของล้อเลื่อน ส่วนหลังคาจะได้รับความร้อนจากน้ำหนักบรรทุก แต่ละส่วนของวัสดุบุผนังจึงรับแรงกดแตกต่างกัน และการออกแบบที่ดีจะต้องเลือกวัสดุทนไฟให้เหมาะสมกับสภาพการใช้งานในแต่ละพื้นที่ นี่ไม่ใช่การทำงานที่น่าดึงดูดใจ แต่เป็นสิ่งที่กำหนดว่าเตาหลอมจะใช้งานได้นาน 5 ปีหรือ 15 ปีก่อนที่จะต้องทำการซ่อมบำรุงครั้งใหญ่
สถาปัตยกรรมการบุผนัง
เตาหลอมเหล็กแบบโบกี้สมัยใหม่มีโครงสร้างบุผนังสามชั้น ชั้นที่ร้อนที่สุดคืออิฐอลูมินาสูง (60 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ Al2O3) หรือโมดูลใยเซรามิก ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่ออกแบบและสภาพการใช้งาน ถัดจากชั้นที่ร้อนที่สุดคือชั้นอิฐทนไฟฉนวน (IFB, 23 ถึง 26 เปอร์เซ็นต์ Al2O3) หรือแผ่นแคลเซียมซิลิเกต ชั้นนอกสุดคือฉนวนใยหินหรือใยเซรามิกที่ทำหน้าที่เป็นฉนวนด้านเย็นและป้องกันเปลือกเหล็กจากอุณหภูมิที่สูงเกินไป
ความหนาของผนังโดยรวมในการออกแบบที่อุณหภูมิ 950 องศาเซลเซียส โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 280 ถึง 350 มิลลิเมตร และอุณหภูมิของเปลือกที่อุณหภูมิการทำงานเต็มที่นั้นต่ำกว่า 60 องศาเซลเซียส การสูญเสียความร้อนในการออกแบบอยู่ที่ 600 ถึง 900 วัตต์ต่อตารางเมตรของพื้นที่ผนัง ซึ่งหมายถึงการสูญเสียความร้อนทั้งหมด 30 ถึง 50 กิโลวัตต์บนพื้นที่ผนัง 50 ตารางเมตร นั่นคือต้นทุนพลังงานอย่างต่อเนื่อง และการลดต้นทุนนี้ให้เหลือน้อยที่สุดคือสิ่งที่ทำให้เตาเผามีประสิทธิภาพในการใช้งาน
วัสดุบุโมดูลใยเซรามิก
แผ่นใยเซรามิกได้เข้ามาแทนที่การบุอิฐบนหลังคาและผนังด้านข้างของเตาหลอมแบบรถเข็นรุ่นใหม่เป็นส่วนใหญ่แล้ว แผ่นใยเหล่านี้มีความหนา 200 ถึง 300 มิลลิเมตร พับเป็นรูปทรงคล้ายหีบเพลง และติดตั้งบนตัวยึดสแตนเลสที่เชื่อมติดกับตัวเตา แผ่นใยเหล่านี้จะอัดเข้าหากันเพื่อสร้างพื้นผิวร้อนต่อเนื่อง และโครงสร้างแบบพับทำให้ทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ดี
ข้อดีของโมดูลไฟเบอร์เมื่อเทียบกับแผงโซลาร์เซลล์แบบดั้งเดิมนั้นมีมากมาย มวลความร้อนต่ำกว่าถึง 4-6 เท่า ซึ่งหมายถึงการร้อนเร็วขึ้นและการใช้พลังงานน้อยลงในระหว่างการใช้งาน ค่าการนำความร้อนที่อุณหภูมิ 1,000 องศาเซลเซียสอยู่ที่ 0.15 ถึง 0.25 วัตต์ต่อเมตร-เคลวิน เทียบกับ 0.6 ถึง 0.8 สำหรับแผงโซลาร์เซลล์แบบเดิมที่เสริมด้วยฉนวน IFB และแผ่นหุ้ม การติดตั้งทำได้เร็วกว่า และการซ่อมแซมก็ง่ายกว่า โมดูลที่เสียหายสามารถตัดและเปลี่ยนได้ภายใน 30 นาที
ข้อแลกเปลี่ยนคืออายุการใช้งาน โมดูลไฟเบอร์ที่ออกแบบที่อุณหภูมิ 950 องศาเซลเซียส จะมีอายุการใช้งาน 5 ถึง 8 ปี ก่อนที่พื้นผิวสัมผัสความร้อนจะเริ่มเกิดการหลอมละลายและสูญเสียความหนา หากอุณหภูมิสูงกว่า 1050 องศาเซลเซียส อายุการใช้งานจะลดลงเหลือ 3 ถึง 5 ปี และหากอุณหภูมิสูงกว่า 1150 องศาเซลเซียส จะไม่แนะนำให้ใช้โมดูลไฟเบอร์ และการออกแบบจะกลับไปใช้แบบอิฐแทน
ผนังก่ออิฐสำหรับงานอุณหภูมิสูง
สำหรับเตาหลอมแบบมีล้อเลื่อนที่ทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่า 1050 องศาเซลเซียส การบุด้วยอิฐยังคงเป็นมาตรฐาน อิฐที่มีอลูมินาสูง (80 ถึง 90 เปอร์เซ็นต์ Al2O3) จะถูกใช้ในส่วนที่สัมผัสกับความร้อน โดยมีแผ่นฉนวนความร้อน (ความหนาแน่น 1.0 ถึง 1.4 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร) และแผ่นใยเซรามิกหนุนอยู่ด้านหลัง การบุด้วยอิฐมีมวลความร้อนสูงกว่าและร้อนขึ้นช้ากว่า แต่มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าที่อุณหภูมิสูง – 8 ถึง 15 ปีสำหรับเตาหลอมที่อุณหภูมิ 1100 องศาเซลเซียส
MONTE INTELLIGENCE กำหนดให้ใช้อิฐอลูมินาสูงสำหรับผนังด้านข้างและหลังคาของเตาหลอมแบบรถเข็นที่อุณหภูมิสูง โดยใช้โมดูลไฟเบอร์ที่ประตูและขอบรถเข็นซึ่งเป็นบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าและมีแรงเค้นทางกลสูงกว่า
แผ่นรองเตาผิงโบกี้
ส่วนที่รองรับน้ำหนักของเตาหลอม (bogie hearth) เป็นส่วนที่รับแรงมากที่สุดของผนังเตา เนื่องจากรับน้ำหนักบรรทุก มีอุณหภูมิการทำงานเท่ากับเตาหลอม และเกิดการสั่นสะเทือนทางกลขณะที่ bogie เคลื่อนเข้าและออก โครงสร้างมาตรฐานคือการบุผนังแบบหลายชั้น: ชั้นผิวที่รับความร้อนทำจากอิฐอลูมินาสูงหรือโมดูลไฟเบอร์สำหรับงานหนัก ชั้นรองรับทำจาก IFB และชั้นโครงสร้างทำจากวัสดุทนไฟแบบหล่อได้เพื่อรองรับผนังและกระจายน้ำหนักไปยังโครงเหล็กของ bogie
โดยทั่วไปแล้ว วัสดุบุผนังเตาหลอมแบบโบกี้จะมีอายุการใช้งานสั้นกว่าวัสดุบุผนังเตาหลอมโดยรวม เนื่องจากความเค้นทางกล การเปลี่ยนวัสดุบุผนังเตาหลอมแบบโบกี้มักจะกำหนดไว้ทุกๆ 5 ถึง 8 ปี ในขณะที่วัสดุบุผนังเตาหลอมโดยรวมมีอายุการใช้งาน 10 ถึง 15 ปี ขั้นตอนการเปลี่ยนวัสดุบุผนังใช้เวลาหยุดการทำงานของเตาหลอม 2 ถึง 4 สัปดาห์
ประสิทธิภาพการเป็นฉนวนและการสูญเสียความร้อน
การสูญเสียความร้อนผ่านวัสดุบุผนังเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้ต้นทุนการดำเนินงานของเตาหลอมแบบมีล้อเลื่อนสูงขึ้น เตาหลอมขนาด 100 ตันที่หุ้มฉนวนอย่างดีและทำงานที่อุณหภูมิ 950 องศาเซลเซียส จะสูญเสียความร้อนอย่างต่อเนื่อง 80 ถึง 120 กิโลวัตต์ผ่านผนัง หลังคา และล้อเลื่อน หากคิดตามราคาก๊าซธรรมชาติที่ 0.30 ถึง 0.40 ดอลลาร์สหรัฐต่อลูกบาศก์เมตร นั่นหมายถึงค่าใช้จ่าย 50,000 ถึง 80,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อปีเฉพาะค่าความร้อนที่สูญเสียไปจากผนังเท่านั้น
การปรับปรุงการออกแบบวัสดุบุผนังในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา ช่วยลดการสูญเสียความร้อนลงครึ่งหนึ่ง การออกแบบในยุค 1990 ที่ใช้ อิฐและ IFB จะสูญเสียความร้อน 150 ถึง 200 กิโลวัตต์ในเตาเผาขนาดเดียวกัน การปรับปรุงนี้มาจากการใช้โมดูลใยเซรามิก ฉนวนไมโครพรุน และระบบยึดที่ดีขึ้น
MONTE INTELLIGENCE ออกแบบแผ่นบุผนังเตาหลอมแบบล้อเลื่อนเพื่อให้ได้การสูญเสียความร้อนต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้สำหรับอุณหภูมิการทำงาน สำหรับการออกแบบที่อุณหภูมิ 950 องศาเซลเซียส เป้าหมายคือ 600 ถึง 700 วัตต์ต่อตารางเมตรของพื้นที่ผนัง สำหรับการออกแบบที่อุณหภูมิ 1100 องศาเซลเซียส เป้าหมายคือ 800 ถึง 900 วัตต์ต่อตารางเมตร
ซีลขอบประตูและขอบล้อ
ประตูและขอบล้อเลื่อนเป็นสองบริเวณที่มีการสูญเสียความร้อนสูงที่สุดในเตาหลอมแบบล้อเลื่อน ประตูมีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ มักจะอยู่ที่ 4 ถึง 6 ตารางเมตรในเตาหลอมขนาดใหญ่ และการปิดผนึกเป็นแบบกลไก ขอบล้อเลื่อนมีช่องว่าง 5 ถึง 10 มิลลิเมตรจากกรอบประตูเพื่อรองรับการขยายตัวเนื่องจากความร้อน และช่องว่างนั้นเป็นทางเดินต่อเนื่องสำหรับการไหลของอากาศเย็นเข้ามา
การออกแบบซีลที่ดีจะใช้ปะเก็นเชือกใยเซรามิกที่ประตู โดยบีบอัดด้วยสลักไฮดรอลิกหรือกลไกให้มีการบีบอัด 30 ถึง 50 เปอร์เซ็นต์ ซีลขอบล้อโดยทั่วไปจะเป็นซีลทรายหรือซีลเชือกใย โดยมีม่านอากาศขนาดเล็กเป่าเข้าไปในช่องว่างเพื่อเสริมความแข็งแรงของซีล
ความร้อนสูญเสียผ่านประตูและขอบล้อเลื่อนอาจสูงถึง 30 ถึง 50 กิโลวัตต์ในเตาเผาขนาด 100 ตัน ซึ่งคิดเป็นประมาณหนึ่งในสี่ถึงหนึ่งในสามของความร้อนสูญเสียทั้งหมดที่ผนัง การติดตั้งซีลที่ดีจะคืนทุนได้ภายใน 6 ถึง 12 เดือนเนื่องจากค่าใช้จ่ายด้านเชื้อเพลิงลดลง
การตรวจสอบและบำรุงรักษาวัสดุบุผนัง
โปรแกรมการบำรุงรักษาที่ดีจะช่วยยืดอายุการใช้งานของวัสดุบุผนังและป้องกันการหยุดทำงานโดยไม่คาดคิด โปรแกรมนี้ประกอบด้วย: การตรวจสอบด้วยสายตาบริเวณด้านร้อนทุกเดือน การสำรวจอุณหภูมิเปลือกด้านเย็นทุกปี และการตรวจสอบซีลประตูทุกไตรมาส ควรเปลี่ยนอิฐหรือโมดูลไฟเบอร์ที่แตกหรือหายไปโดยทันทีเพื่อป้องกันจุดร้อนบนเปลือก
MONTE INTELLIGENCE ให้บริการตรวจสอบวัสดุบุผนังภายในเป็นส่วนหนึ่งของการบริการหลังการขายมาตรฐาน บริการนี้ประกอบด้วย: การถ่ายภาพความร้อนของเปลือกหุ้มที่อุณหภูมิการทำงาน การเจาะตัวอย่างแกนในบริเวณที่สงสัย และรายงานเป็นลายลักษณ์อักษรพร้อมคำแนะนำเกี่ยวกับการซ่อมแซมและช่วงเวลาที่เหมาะสมในการเปลี่ยนชิ้นส่วน
ติดต่อ MONTE INTELLIGENCE เพื่อสอบถามเกี่ยวกับการอัปเกรดวัสดุบุผนัง
สำหรับผู้ซื้อที่กำลังพิจารณาเตาหลอมแบบโบกี้ใหม่ หรือการปรับปรุงเตาหลอมที่มีอยู่เดิม ฝ่ายวิศวกรรมของ MONTE INTELLIGENCE สามารถแนะนำการออกแบบวัสดุบุผนังที่สมดุลระหว่างต้นทุนเริ่มต้น ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และอายุการใช้งาน สำหรับสภาพการใช้งานเฉพาะนั้นๆ เยี่ยมชมเว็บไซต์ของเราwww.cnlymonte.com/products-bogie-hearth-furnace.html สำหรับข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ หากต้องการพูดคุยเกี่ยวกับโครงการ โปรดส่งอีเมลไปที่ helenxu@cnlymonte.com โดยระบุหัวข้ออีเมลว่า bogie hearth lining และรายละเอียดเกี่ยวกับอุณหภูมิการทำงานและกระบวนการของคุณ
