耐火球直徑變化,當球徑由40mm降到25mm時,對流給熱系數(shù)相對增加15%,在其它條件不變時,耐火球的直徑愈小,傳熱面積,即周期傳熱量就愈大。熱風爐上部球床如采用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減少25%,同時因球徑增加,對流傳熱系數(shù)減小,對提高風溫有一定的影響。

熱風爐用什么材質(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;當制品中Al2O3含量愈高,其熱穩(wěn)定性會顯著降低。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。實際應用后,經(jīng)常出現(xiàn)表面裂紋和渣化粘結(jié)現(xiàn)象,導致床層透氣性變差,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,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。實際應用后,球體表面開裂嚴重,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,導熱能力很強,抗渣性能優(yōu),但鎂鋁球亦存在著堿性耐火材料通病,即抗水化問題。實際應用后,鎂質(zhì)材料本身易發(fā)生水化反應,球體在水化作用下加之爐內(nèi)溫度作用,其強度變差,球體有疏松、粉化現(xiàn)象,致使鎂鋁球結(jié)構(gòu)強度降低,重新裝球時易破碎,且存放時間短。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,球式熱風爐的換球周期得以延長,球式熱風爐得到推廣應用,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)成功應用到柳鋼750m3和1080m3高爐的球式熱風爐上,優(yōu)質(zhì)耐火球理化特性見表2。

表2優(yōu)質(zhì)耐火球理化特性比較

對于蓄熱量需求一定的熱風爐,優(yōu)質(zhì)耐火球的裝入可使熱風爐外形體積縮小,減少投資總成本。對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,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,應用尚不廣泛。目前應用較多的是價格較低的優(yōu)質(zhì)低蠕變高鋁質(zhì)耐火球。

[3]耐火球的組合應用

優(yōu)質(zhì)耐火球為一機多球制及隧道窯生產(chǎn),球體狀態(tài)無明顯環(huán)痕,呈標準球形,無縱橫誤差,球體斷勻。理論和實踐研究表明,球床中下部應用普通高鋁質(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用,不易出現(xiàn)變形、渣化、粘結(jié)。若粉塵超標,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)定熱風出口溫度;下部中、低溫區(qū)采用較小球徑,有利于改善對流傳熱和降低廢氣出口溫度,達到提高熱效率的目的。