钢铁冶金生产工艺中,需要用到多种高温设备以实现原料熔炼、精炼和成型等不同阶段的工艺要求。为了确保热效率和能源的有效利用,并且防止热量过度流失到外部环境,耐火保温隔热技术在钢铁冶金行业的合理应用至关重要。以下是钢铁冶金生产过程中相关的高温设备:
氧气顶吹转炉(BOF):用于将生铁转化为钢,通过喷吹高压氧气进行脱碳和去硫磷等杂质,BOF炉内温度通常在1600-1700℃之间;。在转炉改造项目中,可采用高性能的微纳耐火隔热材料替代传统的重质耐火砖,用于炉帽、耳轴、烟罩及其它易损部位的保温隔热,以减少热量散失和改善工作环境。
电弧炉(EAF):主要用于废钢回收利用,以及生产优质钢或特种钢。EAF的工作温度高达1600-3000℃之间。电弧炉内的炉壁、炉顶以及炉门等部位都可用微纳绝热材料取代部分陶瓷纤维模块、毯或者浇注料作为隔热和耐火材料,以更有效地抵抗高达3000℃左右的高温,并降低热量损失。
氩氧脱碳炉(LF):或称钢包炉,用于钢液的二次精炼,包括合金化和温度调整,LF处理时钢液温度约为1550-1650℃;LF炉的罐体、盖板和流槽等局部位置可使用部分超高温微纳绝热材料,以提供优异的热绝缘效果,防止热量向外部传导,同时也能承受钢液的化学侵蚀和机械冲击。
连铸机(CCM):将钢水连续铸造成为板坯、方坯或圆坯等半成品,钢水浇注时温度约在1550-1600℃。虽然连铸机本身不是极端高温设备,但在其与炼钢炉连接的部分如中间包、结晶器等区域,使用微纳绝热材料进行绝热处理,可以更好地保持钢水温度的稳定,并减少能源消耗。
烧结保温炉(SF)、球团窑(PF)等高温设备和各种辅助设施(包括吹氩站、钢水包、铁水包等容器)的隔热内衬可以选用隔热性能数倍于陶瓷纤维的微纳®绝热材料,以提高热效率,延长设备寿命。
具备超低导热系数、极卓越的高温隔热性能、低密度设计和高抗热震性以及稳定的化学性能的微纳®绝热材料,在钢铁冶金行业的应用前景十分广阔,可成为在现代钢铁冶金工艺中进一步提升高温设备性能的一种重要技术手段。其给钢铁冶金企业带来的好处主要包括以下几个方面:
降低运行成本:超低高温导热系数的微纳隔热材料可以显著减少热量散失,提高热效率,降低炼钢炉、连铸机等设备的能耗,从而节约能源成本;
提升生产效率:通过保持稳定的高温环境,确保冶炼和精炼过程在最佳温度下进行,有助于提高产品质量和生产效率;
延长设备寿命:微纳绝热材料有利于高温热管理的稳定和改善,如降低因温度波动造成的热应力破坏,从而延长设备使用寿命,减少维修和更换频率。因而能减少维护周期和维护成本;
改善工作环境:减少高温区域向周边环境的热传导,有利于改善工人的作业条件,降低烫伤风险,并符合劳动安全与环保要求。
利于环境保护:更好的保温效果有助于减少不必要的能量损失,间接减少温室气体排放。这对钢铁工业的可持续发展具有十分重要的推动作用。