以20m環(huán)形加熱爐為例，由于爐墻和爐頂所用澆注料熱容量較大，存在升、降溫速度慢且散熱大的弊端，不能滿足生產(chǎn)合同不足、生產(chǎn)規(guī)格多，爐子升(待)溫、停產(chǎn)頻繁的需求，導(dǎo)致爐子的熱效率、燃耗等指標(biāo)升高,增加了生產(chǎn)成本。為提高爐子的升溫速度，減少爐子的熱損失，降低燃料消耗，因此在環(huán)形爐的內(nèi)、外環(huán)爐墻和爐頂?shù)膬?nèi)表粘貼多晶莫來(lái)石纖維貼塊。
多晶莫來(lái)石纖維是一種以莫來(lái)石晶相形式存在的多晶質(zhì)耐火纖維，其制取工藝是按形成單一晶體——莫來(lái)石(3Al2O3、2SiO2)進(jìn)行化學(xué)配方，由可溶性鋁、硅鹽經(jīng)過高溫完成晶相轉(zhuǎn)變而制成的，制作過程是首先在低溫下將有黏度的膠體溶液進(jìn)行噴吹和甩絲，形成纖維的原纖維，后經(jīng)高溫?zé)剖蛊淅w維內(nèi)部的原子成有序排列，組織晶體化，消除處于介穩(wěn)定的玻璃態(tài)。
多晶莫來(lái)石纖維的使用溫度要比普通硅酸鋁纖維提高300℃左右。其基本特點(diǎn)是：容重低、導(dǎo)熱系數(shù)低、施工安裝方便：施工時(shí)無(wú)需改動(dòng)原有爐體，依靠高溫黏結(jié)劑粘貼，無(wú)需耐熱鋼錨固件固定：工程費(fèi)用低，具有良好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)；蓄熱量低，保溫效果好，明顯降低爐體的外壁溫度；纖維貼塊與原爐襯緊密無(wú)縫隙接觸，使整個(gè)爐壁內(nèi)襯厚度均勻、平整美觀、爐體壽命提高，長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)1500℃，是高溫工業(yè)爐理想的節(jié)能降耗材料。20m環(huán)形加熱爐采用D-1600多晶莫來(lái)石纖維貼面塊，規(guī)格為200mm×100mm×50mm，其性能如表1所示。
多晶莫來(lái)石纖維的施工
(1)為確保良好的粘貼效果，先將環(huán)形爐的爐墻和爐頂工作面的灰塵等雜物徹底清理干凈，鏟平表面的結(jié)瘤，最好在基面進(jìn)行“拉毛”處理。
(2)施工時(shí)應(yīng)提前將高溫黏結(jié)劑攪拌均勻，稠度適宜。粘貼時(shí)，高溫黏結(jié)劑應(yīng)刷涂均勻、飽滿。
(3)在施工部位刷上一層高溫黏結(jié)劑(約7~10kg/m2)，同時(shí)在多晶莫來(lái)石貼塊表面抹一層高溫黏結(jié)劑(約2kg/m2)，將貼面塊保持10%~15%的壓縮量，粘貼于環(huán)形爐爐墻和爐頂工作面。
(4)粘貼多晶莫來(lái)石貼塊時(shí),高溫黏結(jié)劑應(yīng)刷涂均勻、飽滿。貼塊抹好黏結(jié)劑后應(yīng)立即貼在預(yù)定的工作面上，并用木棰壓緊，使之牢固。粘貼和壓緊時(shí)不得推動(dòng)已經(jīng)貼好的相鄰的貼塊。
(5)施工時(shí)，應(yīng)保證相鄰貼塊擠緊，并避免纖維制品交叉角的竄氣縫。且貼塊與基面連接處，應(yīng)把纖維制品對(duì)折擠進(jìn)縫隙內(nèi)。
(6)在燒嘴、排煙口、窺視孔等部位，用多晶莫來(lái)石纖維貼塊加黏結(jié)劑填實(shí)，不得松散或有間隙。
(7)爐頂直拐角處粘貼多晶莫來(lái)石纖維貼塊,應(yīng)將爐頂?shù)馁N塊伸到爐墻原爐襯里,用爐墻的貼塊支撐爐頂?shù)馁N塊,且連接處用黏結(jié)劑粘貼,如圖1所示。
(8)爐頂圓拐角處粘貼多晶莫來(lái)石纖維貼塊，應(yīng)將貼塊按圓角處的形狀現(xiàn)場(chǎng)彎曲成原爐襯圓角形狀，確保貼塊的粘貼強(qiáng)度和此處的密閉、保溫效果，如圖2所示。
(9)粘貼多晶莫來(lái)石貼塊的高溫黏結(jié)劑型號(hào)為OSM-C1300，其性能見表2所示。
使用效果
20m環(huán)形爐從2009年6月粘貼多晶莫來(lái)石纖維貼塊至今已正常生產(chǎn)2年，目前使用情況良好。2011年4月初入爐檢查其剝落率在10%~15%左右，可以做到一次投入使用壽命兩年以上。
改善爐區(qū)操作環(huán)境，延長(zhǎng)爐墻和爐頂?shù)氖褂脡勖?0m環(huán)形爐爐墻和爐頂工作面粘貼多晶莫來(lái)石纖維貼塊后，其散熱量降低，爐區(qū)環(huán)境尤其是爐頂環(huán)境得到了較為明顯的改善，同時(shí)避免了高溫?zé)煔鈱?duì)爐墻和爐頂工作面的直接沖刷，有效地防止了耐材的開裂和剝落，延長(zhǎng)了爐子的使用壽命。
增加輻射傳熱，減少熱損失，降低燃料消耗多晶莫來(lái)石纖維的黑度為0.95，環(huán)形加熱爐內(nèi)襯粘貼多晶莫來(lái)石纖維后，爐內(nèi)熱輻射明顯增強(qiáng)，提高了爐子的加熱能力和管坯的加熱速度，尤其是環(huán)形爐加熱Φ220及以上大管坯時(shí)效果更為明顯。為了檢驗(yàn)、對(duì)比使用效果，施工前、后(在同一生產(chǎn)條件下)分別在環(huán)形爐6個(gè)生產(chǎn)工藝段的內(nèi)、外環(huán)爐墻鋼板以及爐頂上各選定2個(gè)測(cè)溫點(diǎn)用紅外測(cè)溫儀進(jìn)行測(cè)溫，將測(cè)試溫度記錄并進(jìn)行比較，見表3。
從表3可以看出，在生產(chǎn)條件相同的情況下，20m環(huán)形加熱爐內(nèi)、外環(huán)爐墻和爐頂粘貼多晶莫來(lái)石耐火纖維后，內(nèi)、外環(huán)爐墻鋼板和爐頂?shù)钠骄鶞囟确謩e降低了9.8℃、14.4℃、37.2℃，有效地降低了爐體外表溫度，經(jīng)過測(cè)算，可減少散熱115.4MJ/h，降低混合煤氣消耗121.3m3/h，全年按5500h生產(chǎn)時(shí)間計(jì)算，每年可降低燃?xì)庀?67086m3，年可節(jié)約燃?xì)獬杀?0萬(wàn)元左右。
實(shí)踐證明，20m環(huán)形加熱爐的重質(zhì)襯里表面粘貼熱容量較低，輻射較強(qiáng)的多晶莫來(lái)石纖維貼塊，能有效地改善工業(yè)爐絕熱襯里結(jié)構(gòu)，減少爐體熱熱損失和蓄熱量，提高爐子的升溫速度，縮短加熱爐的升溫時(shí)間，提高加熱質(zhì)量，縮短加熱時(shí)間，降低加熱管坯在高溫環(huán)境中的氧化燒損，能較好地適應(yīng)多鋼種、多規(guī)格管坯、頻繁停（待）產(chǎn)的生產(chǎn)情況，顯著提高了爐子的經(jīng)濟(jì)性，有利于節(jié)能和環(huán)保，值得廣泛使用。