摘要：為實現“節(jié)能降耗”的生產目標，自20世紀90年代初開始，我國將耐火纖維噴涂技術廣泛應用于冶金加熱

爐當中，隨著該技術的日漸成熟，加熱爐的節(jié)能效果也逐步突顯出來。應用該技術后，加熱爐爐襯厚度減少了1/2，

爐墻散熱損失減少了50%以上，熱效率提高了1%以上，這不僅給冶金行業(yè)節(jié)省了大量的熱能，并且也給冶金企業(yè)

創(chuàng)造了可觀的經濟收益。基于此，重點圍繞耐火纖維噴涂技術的應用優(yōu)勢以及實際應用效果進行全面闡述。

關鍵詞：冶金加熱爐耐火纖維噴涂應用效果

引言

耐火纖維噴涂技術在我國歷經了30余年的發(fā)展歷程，現已逐步發(fā)展成為一個獨立的技術體系。進入21世紀后，我國針對能源消耗量巨大的冶金工業(yè)提出“節(jié)能降耗、綠色減排”方針，在這一方針的引領下，諸多冶金行業(yè)相繼對耐火纖維噴涂技術進行優(yōu)化，從實際應用效果看，耐火纖維噴涂技術不僅使生產中的熱損耗大幅降低，同時也延長了冶金加熱爐的使用壽命。

1耐火火纖維噴涂技術概述

耐火纖維噴涂技術主要是利用專用泵，在高壓作用下將經過預處理的散狀纖維棉噴附在工作面上，噴出的纖維流能夠與工作面均勻、牢固、平整地黏附在一起，進而使工作面保持足夠的硬度與耐火強度。20世紀80年代初，在耐火纖維噴涂技術引入我國之前，多數冶金企業(yè)將硅酸鋁纖維作為冶金加熱爐的耐火纖維材料，并迅速得到大面積推廣和應用，利用這種材料作為加熱爐爐襯，具有導熱系數低、熱容量小、質地輕盈等特點。但是，在長期的使用過程中發(fā)現，硅酸鋁纖維作為加熱爐爐襯也暴露出諸多問題：受惡劣作業(yè)環(huán)境影響，將這種材料作為爐襯，其施工質量無法得到保障；每一個銜接單元間存在接縫，如果溫度變化大，材料的熱收縮率也隨之變大，進而影響了爐襯的隔熱性；在處理異形面時，由于異形面結構復雜，使得纖維氈塊脫落的概率大幅增加；如果纖維層局部損壞，那么整體錨固強度也將大幅下降，一旦出現這種情況，后續(xù)維修難度也明顯增加。而耐火纖維噴涂技術采用的纖維材料不僅性能優(yōu)越，而且銜接位置不會出現接縫，其耐火、保溫、隔熱性也得到充分體現。目前較為常用的纖維噴涂材料主要有巖棉、普通硅酸鋁、高鋁纖維、氧化鋁纖維等，其理化指標如表1所示

2耐火纖維噴涂技術的應用優(yōu)勢分析

2.1消除接縫缺陷

耐火纖維噴涂技術采取一次性噴涂的方法，這種方法可以在加熱爐襯層形成一個完整的三縱網絡狀結構層，因此，這一層體不會出現連接縫，即便在高溫條件下，附著在加熱爐爐襯位置的纖維層也不會出現收縮現象，在這種情況下，由竄氣、露點腐蝕對爐殼與錨固釘產生的危害也將消除，使得加熱爐爐襯的隔熱、保溫、密封性能得到有效改善。

2.2降低施工難度系數

由于冶金加熱爐的爐體結構較為復雜，以至于爐襯面的異形結構較多，比如拐角、球面等，如果采用傳統的耐火纖維材料的黏附方法，不僅施工難度大，而且需要投入大量的人力資源。而纖維噴涂技術可以將纖維流直接噴涂在爐襯表面，即使遇到復雜的異形面，也會緊緊地與工作面貼合在一起，這不僅降低了施工難度，同時也提高了爐襯噴涂層的光潔度與美觀度。

2.3提高加熱爐熱效率

在纖維流噴涂過程中，黏附在爐襯表面的纖維層相互交織成為三維空間網狀結構，這種結構具有良好的氣密性，可以在爐襯表面形成一道堅固的防護層，這時噴涂層的隔熱效果充分顯現，進而使爐內熱量的散失量大幅減少，加熱爐本身的熱效率也將顯著提升。

3耐火纖維噴涂技術在冶金加熱爐上的實際應用

3.1纖維材料與結合劑的選擇

在選擇噴涂纖維材料時，主要根據每一種材料的物化性能而定，不同的纖維材料，其保溫、隔熱效果以及適用的工作溫度也有所不同。其中，巖棉的保溫與隔熱性能良好，并且價格低廉，導熱系數小，適用的工作溫度范圍在-268～700 ℃之間，因此，多適用于連續(xù)工作溫度在600℃以下的加熱爐爐襯工作面。硅酸鋁纖維材料導熱系數小，耐火性能好，多適用于密度在200 kg/m3 左右的加熱爐爐襯的工作面。氧化鋁纖維中的 w（Al₂O₃）一般在78%以上，因此，具有良好的耐熱性能，其適用的工作溫度可以達到1400 ℃以上，如果將多晶氧化鋁纖維與高鋁纖維兩種材料混合在一起，可以適應1250～~1 400 ℃的高溫環(huán)境。在選擇高溫結合劑時，首先需要對結合劑的質量及各項性能參數進行校驗和檢測。目前，巖礦纖維棉噴涂技術所使用的結合劑多為氣硬性結合劑，而硅酸鋁纖維棉噴涂技術使用的結合劑多為熱硬性結合劑，在摻加結合劑時，應當保證結合劑與纖維體能夠始終保持均勻、分散的狀態(tài)，這樣才能增強爐襯層的耐磨性與耐熱性。

3.2耐火纖維噴涂的準備工作

進入噴涂工序之前，現場施工人員應準備好噴涂設備，并選定一處工作面進行試噴，然后對試噴效果進行檢測，檢測內容應包括噴涂均勻度、平整度、致密度、氣密性等。當這些指標參數滿足標準要求后，方可進入正式的噴涂工序，向爐襯表面噴涂時，噴槍與爐襯之間的間隔距離在1m 左右，并按照“由上到下”的順序對損傷進行噴涂，并確保噴涂面無接縫、無死角。

4實際應用效果

以國內某鋼鐵企業(yè)的連續(xù)推鋼式加熱爐為例，對耐火纖維噴涂技術的實際應用效果進行分析。該企業(yè)的預熱段爐頂及排煙系統最初采用輕型纖維結構，固定時采用纖維氈折疊塊弓形件串釘的方法，加熱爐爐溫在1350～1 400 ℃之間，排煙溫度在950～50～1 050 ℃之間，經過實際運行發(fā)現，預熱段爐頂的纖維塊在高溫作用下出現了大面積脫落現象，以至于鋼板與頂梁

燒損嚴重，雖然經過幾次大的維修，但是維修效果不盡人意，經過專家研判和反復論證，決定采用耐火纖維噴涂技術對加熱爐襯層進行處理。噴涂施工內容主要包括：將加熱爐預熱段爐頂改為機械噴涂纖維，噴層厚度為240mm，進料嘴、爐門、排煙管道、換熱器室的邊板位置總噴涂面積為1 060 m²，在作業(yè)施工過程中，為了避免影響生產進度，該企業(yè)采取交叉作業(yè)方式；由于排煙管道結構復雜，噴涂難度大，因此由專業(yè)機構進行噴涂，待噴涂面

干燥以后，將其直接運至加熱爐的安裝現場，并利用鋼絲吊繩與法蘭固定的方法進行組裝；換熱器室邊板、頂蓋板的噴涂厚度為200mm，自然干燥以后，由吊車進行吊運，并在工作平臺上進行組裝焊接。采用耐火纖維噴涂技術以后，該加熱爐的節(jié)能率達到15%以上。如果按照耗煤量計算，1 m2 的爐頂每年可以節(jié)約標準煤約6600 kg。如果我國現有的冶金加熱爐的爐襯均采用耐火纖維噴涂技術，那么，每年節(jié)約的標準煤總量將超過5000 萬 t。此外，由于耐火纖維質地輕盈，結構厚度小，因此加熱爐的自重量將減輕1/3，爐墻厚度將減薄1/2，如果從經濟效益角度分析，所節(jié)省結構層的鋼材總量將達到10%以上，總造價也將降低10%左右。

隨著耐火纖維噴涂技術在冶金加熱爐上的推廣應用，解決了過去加熱爐體散熱率高、導熱速度快、消耗煤量大的問題，為冶金企業(yè)經濟效益的提升提供了強大的技術保障。因此，在大力倡導“節(jié)能降耗”理念的背景下，冶金企業(yè)應當選擇更加優(yōu)質的耐火纖維材料，并不斷對噴涂技術進行改進和創(chuàng)新，以最大限度地降低冶金生產過程中的能源消耗量，使企業(yè)能夠持

續(xù)、健康、穩(wěn)步發(fā)展。