耐火球直徑變化,當(dāng)球徑由40mm降到25mm時(shí),對(duì)流給熱系數(shù)相對(duì)增加15%,在其它條件不變時(shí),耐火球的直徑愈小,傳熱面積,即周期傳熱量就愈大。熱風(fēng)爐上部球床如采用80mm這種球徑的球床結(jié)構(gòu),上部球床單位體積球床的加熱面積相應(yīng)減少25%,同時(shí)因球徑增加,對(duì)流傳熱系數(shù)減小,對(duì)提高風(fēng)溫有一定的影響。
熱風(fēng)爐用什么材質(zhì)耐火球:
[1]普通材質(zhì)耐火球的比較
一般的高鋁質(zhì)耐火球,其耐火度不低于1750～1790℃;荷重軟化開(kāi)始溫度不低于1420～1500℃;由于Al2O3屬兩性氧化物,故抗酸性渣侵蝕的能力較好,但弱于硅質(zhì)耐火球,抗堿性渣侵蝕的性能也較好,但弱于鎂鋁質(zhì)耐火球;當(dāng)制品中Al2O3含量愈高,其熱穩(wěn)定性會(huì)顯著降低。高鋁質(zhì)耐火球用于球床上段高溫區(qū),其耐火度和荷重軟化溫度已夠用,而熱穩(wěn)定性和抗渣性顯得不足。實(shí)際應(yīng)用后,經(jīng)常出現(xiàn)表面裂紋和渣化粘結(jié)現(xiàn)象,導(dǎo)致床層透氣性變差,清球周期縮短。
硅質(zhì)耐火球是以氧化硅為主要成分的酸性材料,其荷重軟化溫度高和抗酸性渣侵蝕能力強(qiáng),但其密度小,僅為1.9t/m3,貯熱能力較低,硅質(zhì)耐火球熱穩(wěn)定性和體積穩(wěn)定性較差。實(shí)際應(yīng)用后,球體表面開(kāi)裂嚴(yán)重,抗堿性煤氣灰塵侵蝕的能力較差,渣化粘結(jié)多,清球困難。
普通鎂鋁球是以氧化鎂為主要成分并含有氧化鋁的堿性材料,鎂鋁球密度高,熱容量大,貯熱能力強(qiáng),導(dǎo)熱能力很強(qiáng),抗渣性能優(yōu),但鎂鋁球亦存在著堿性耐火材料通病,即抗水化問(wèn)題。實(shí)際應(yīng)用后,鎂質(zhì)材料本身易發(fā)生水化反應(yīng),球體在水化作用下加之爐內(nèi)溫度作用,其強(qiáng)度變差,球體有疏松、粉化現(xiàn)象,致使鎂鋁球結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低,重新裝球時(shí)易破碎,且存放時(shí)間短。另外其熱震穩(wěn)定性、體積穩(wěn)定性也較高鋁球差。
[2]優(yōu)質(zhì)耐火球的比較
隨著煤氣干法布袋除塵技術(shù)的發(fā)展,球式熱風(fēng)爐的換球周期得以延長(zhǎng),球式熱風(fēng)爐得到推廣應(yīng)用,荷重軟化溫度高,熱容量高,各種性能優(yōu)質(zhì)的耐火球材質(zhì)已經(jīng)研制成功,鎂鋁鉻球和剛玉球等材質(zhì)已經(jīng)成功應(yīng)用到柳鋼750m3和1080m3高爐的球式熱風(fēng)爐上,優(yōu)質(zhì)耐火球理化特性見(jiàn)表2。
表2優(yōu)質(zhì)耐火球理化特性比較
對(duì)于蓄熱量需求一定的熱風(fēng)爐,優(yōu)質(zhì)耐火球的裝入可使熱風(fēng)爐外形體積縮小,減少投資總成本。對(duì)于鉻剛玉球的性能研究表明,鉻剛玉球的密度大,比普通耐火球高23%。若1m3內(nèi)裝同樣直徑(60mm)的球,可裝3278個(gè),低蠕變球重量為1t,鉻剛玉球重量為1.185t。但由于剛玉球的一次投資成本較高,應(yīng)用尚不廣泛。目前應(yīng)用較多的是價(jià)格較低的優(yōu)質(zhì)低蠕變高鋁質(zhì)耐火球。
[3]耐火球的組合應(yīng)用
優(yōu)質(zhì)耐火球?yàn)橐粰C(jī)多球制及隧道窯生產(chǎn),球體狀態(tài)無(wú)明顯環(huán)痕,呈標(biāo)準(zhǔn)球形,無(wú)縱橫誤差,球體斷勻。理論和實(shí)踐研究表明,球床中下部應(yīng)用普通高鋁質(zhì)耐火球已能滿足工況要求。優(yōu)質(zhì)耐火球在球床上部應(yīng)用,不易出現(xiàn)變形、渣化、粘結(jié)。若粉塵超標(biāo),球床堵塞,可卸球凈化后再裝入繼續(xù)使用。
耐火磚廠家四季火耐材說(shuō)球床上部高溫區(qū)采用大球徑耐火球,有利于發(fā)展輻射傳熱、降低氣體阻損,以及穩(wěn)定熱風(fēng)出口溫度;下部中、低溫區(qū)采用較小球徑,有利于改善對(duì)流傳熱和降低廢氣出口溫度,達(dá)到提高熱效率的目的。
