工業(yè)硅礦熱爐的設(shè)計(jì)說明

1、工業(yè)硅冶煉能源節(jié)約技術(shù)的研究5.1概述能源安全已構(gòu)成我國整體戰(zhàn)略安全的一個(gè)極大隱患，成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的瓶頸。我國人均煤炭、石油、天然氣資源量?jī)H為世界平均水平的 60%、10%和 5%。目前，我國已成為世界第二大能源消費(fèi)國和第二大石油消費(fèi)國，能源供應(yīng)緊張局面日趨嚴(yán)重81。與此同時(shí)，我國也存在嚴(yán)重能源利用效率低的問題。近年來的快速增長在很大程度上是靠消耗大量物質(zhì)資源實(shí)現(xiàn)的。我國單位產(chǎn)出的能耗和資源消耗水 平明顯高于國際先進(jìn)水平，如火電供煤消耗高達(dá)22.5%，噸鋼可比能耗高21 %，水泥綜合能耗高達(dá)45%。據(jù)測(cè)算，我國每創(chuàng)造一美元GDP所消耗的能源 是美國的4.3倍，是日本的11.5倍。能源利用率僅

2、為美國的26.9%，日本的 11.5 %82。因此，提高能源使用效率是在能源總量不變條件成為中國發(fā)展中的 刻不容緩的任務(wù)。工業(yè)硅生產(chǎn)是高能耗行業(yè)，平均每噸工業(yè)硅需要消耗13000KWh電以上， 全國年產(chǎn)100萬噸工業(yè)硅需要13億KWh以上。而國外先進(jìn)水平噸硅消耗量為 11000KWh，我國工業(yè)硅電耗比國外先進(jìn)水平高 10 20%，能源節(jié)約潛力仍很 大（預(yù)計(jì)年節(jié)約0.2億KWh，相當(dāng)0.1億元）。另外，國外先進(jìn)水平也不是最理 想的能耗水平，我國如能在國外先進(jìn)水平基礎(chǔ)上再配以精工細(xì)作 ，噸硅消耗量 應(yīng)該在 10000 11000KWh 間。我國工業(yè)硅生產(chǎn)能源消耗高主要是因?yàn)樵O(shè)計(jì)上不合理、控制水平與

3、管理水平不高。設(shè)計(jì)上不合理體現(xiàn)在我國普遍使用的是 6300KVA左右的小爐型（散熱大、產(chǎn)量低）、爐型設(shè)計(jì)上為隔熱措施不嚴(yán)密、電路設(shè)計(jì)不合理、極心圓尺寸 大小不合理等許多細(xì)節(jié)方面?？刂扑讲桓唧w現(xiàn)在人工操作范圍大 、爐況穩(wěn)定 性差、造成因調(diào)整爐況波動(dòng)費(fèi)時(shí)較長而使得非生產(chǎn)性能耗損失大。管理水平不高體現(xiàn)在管理上不嚴(yán)、制度不健全、操作細(xì)節(jié)缺乏，造成物資或能源上的消耗 浪費(fèi)。目前工業(yè)硅生產(chǎn)中能源節(jié)約途徑主要有：1）爐型的大型化方向；2）爐型的密 閉化方向；3）余熱利用化方向；4）提高爐子電效率措施如改進(jìn)短網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)、改善變壓器性能、改善電參數(shù)、采用低頻電源等；5）提高爐子熱效率； 6）改變爐內(nèi)反應(yīng)機(jī)制

4、；7）改變?cè)闲阅芊较颍?）采用自動(dòng)控制方向；9）管理 制度建設(shè)方向。由于上述諸多途徑尚處于討論階段，形成固定技術(shù)并推廣者僅 有短網(wǎng)改進(jìn)、管理制度建設(shè)上，許多技術(shù)細(xì)節(jié)缺乏，因此真正意義上可以直接 使用的工業(yè)硅生產(chǎn)中能源節(jié)約技術(shù)還需要研究與試驗(yàn)。經(jīng)過多年的摸索探討，目前我國工業(yè)硅電弧爐的電效率平均在 92%以上，各種提高電效率的技術(shù)或措施也比較成熟如改進(jìn)短網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、使用優(yōu)質(zhì)導(dǎo)電材質(zhì)、采用低壓補(bǔ)償技術(shù)、改善電參數(shù)等方面。但是，我國工業(yè)硅電弧爐的熱 效率普遍比較低，這是導(dǎo)致我國工業(yè)硅生產(chǎn)能耗高、能源利用效率低的主要原 因，表5-1是我國某廠6300KVA電弧爐的熱平衡分析表21。表5-1我國某廠6

5、300KVA電弧爐的熱平衡分析熱收入項(xiàng)熱量（千卡/h ）百分比熱支出項(xiàng)熱量（千卡/h ）百分比1、電熱能432494095.981、氧化物還原耗熱183446240.712、電極氧化熱1006802.2342、金屬硅帶走熱2694565.983、還原劑反應(yīng)放 執(zhí)八、805201.783、逸出氣體帶走熱82663318.354、爐面散熱2693335.975、爐體散熱1664483.696、短網(wǎng)熱損失3367387.477、冷卻水帶走熱75000016.468、其他533701.19合計(jì)45061401004506140100從表5-1可以看出6300KVA電弧爐在工業(yè)硅生產(chǎn)過程中，電效率為92

6、.21 %,熱效率為65%,能源大部分由于熱效率低而被損失掉，損失途徑主 要是逸出氣體帶走熱、爐面散熱、爐體散熱、短網(wǎng)熱損失、冷卻水帶走熱。因 此，提高工業(yè)硅電弧爐冶煉過程中的熱效率應(yīng)當(dāng)是今后研究的重點(diǎn) 。在本文研究中，我主要從提高工業(yè)硅礦熱爐冶煉過程中的熱效率角度來研 究工業(yè)硅冶煉能源節(jié)約技術(shù)。提高工業(yè)硅冶煉能源的熱效率是一項(xiàng)綜合性能源節(jié)約技術(shù)，它應(yīng)當(dāng)包括所有能夠能夠提高熱效率、減少熱損失的技術(shù)或措施。但是在本文中只研究爐型 的大型化方向、爐型的密閉化方向、余熱利用化方向、隔熱設(shè)計(jì)技術(shù)四個(gè)方面 來提高工業(yè)硅冶煉過程中的熱效率。因?yàn)閺谋?-1可以看出，工業(yè)硅礦熱爐熱 效率低就是因?yàn)橐莩鰵怏w帶走

7、熱、爐面散熱、爐體散熱、短網(wǎng)熱損失、冷卻水 帶走熱這五個(gè)方面熱損失大。爐型大型化則單位熱容率增大，能量供應(yīng)集中，通過外圍表面單位面積散 熱小、爐子熱穩(wěn)定增強(qiáng)，有利于降低熱損失。同時(shí)爐型大型化也是今后工業(yè)硅 行業(yè)發(fā)展的方向，大型爐具有熱容量大、產(chǎn)量高、有利于二次精煉提高產(chǎn)品質(zhì) 量、單位產(chǎn)品成本低、便于煙氣余熱利用等諸多好處。因此，研究爐型大型化 不僅是降低熱損失的需要，也是滿足今后工業(yè)硅行業(yè)長期發(fā)展的需要 ，具有雙 重意義。爐型密閉化或近密閉化不僅可以減少爐面熱輻射損失 ，而且也可以減少煙 氣從6個(gè)爐門逸出帶走的熱，也是降低熱損失、增加煙氣回收能力、改善爐前 操作環(huán)境的有力措施。從表5-1可以看

8、出，煙氣帶走熱占據(jù)了供應(yīng)總熱量的18.35%，這部分熱量 又被散發(fā)到大氣中，造成了能源損耗，致使能源利用率低，國內(nèi)包頭鋼鐵研究 設(shè)計(jì)院曾經(jīng)依據(jù)鋼鐵行業(yè)余熱利用方式設(shè)計(jì)過余熱回收裝置，在某廠應(yīng)用取得較好的使用效果，但是由于該余熱回收裝置初期投資過大，國內(nèi)工業(yè)硅企業(yè)又大多數(shù)是私營企業(yè)，他們不愿意做這么大的投資，所以研究一種新型低造價(jià)、 多用途、適用于大多數(shù)企業(yè)的余熱利用裝置（熱材聯(lián)產(chǎn)裝置）很有必要，開辟一條已經(jīng)被浪費(fèi)掉的巨大熱能集熱道路具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義?？萍济繒r(shí)每刻都在變化，上世紀(jì)60年代所作的設(shè)計(jì)不應(yīng)當(dāng)在這個(gè)世紀(jì)仍然 被當(dāng)作模范來應(yīng)用。當(dāng)前，由于國內(nèi)沒有實(shí)力研究機(jī)構(gòu)來重新對(duì)上世紀(jì)60年代所

9、作的工業(yè)礦熱爐設(shè)計(jì)作改進(jìn)，致使大多數(shù)企業(yè)仍用老的設(shè)計(jì)來建爐子，并且 施工隊(duì)伍都非正規(guī)研究機(jī)構(gòu)或有能力去開發(fā)建設(shè)新型爐子，所以我國目前的工業(yè)硅礦熱爐普遍都能耗高、設(shè)計(jì)未能跟上時(shí)代發(fā)展的需要。問題的重要一方面 反映在爐體隔熱設(shè)計(jì)多年來沒有多大改變，普遍使用的是碳磚層、耐火磚層、纖維板、鋼板四層結(jié)構(gòu)，隨著科技的發(fā)展這種結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)革新，因?yàn)閲H國內(nèi)新材料領(lǐng)域發(fā)生的一系列創(chuàng)新已經(jīng)給我們帶來了重新設(shè)計(jì)爐體結(jié)構(gòu)的機(jī)遇。上述四個(gè)以提高工業(yè)硅冶煉能源的熱效率為目的的研究是目前工業(yè)硅冶煉能源節(jié)約方面尚未涉及完善但又非常重要的領(lǐng)域,需要既具備豐富的科學(xué)理論知識(shí)、又掌握國際國內(nèi)工業(yè)硅冶煉情況的人員才能完成，它涉及到的冶

10、金、工藝、傳熱、設(shè)備、設(shè)計(jì)等多方面的知識(shí)與創(chuàng)新要求，使得這方面的工作既具體 又復(fù)雜、既藝術(shù)又有意義。5.2大容量半密閉式12500KVA工業(yè)硅礦熱爐的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)依據(jù)本項(xiàng)工作采用如下設(shè)計(jì)規(guī)范：中國節(jié)能技術(shù)政策大綱（2005）；臺(tái)金企業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)暫行規(guī)定 （1988）；建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（GBJ16-87）;工業(yè)爐窯大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)（GB9078-1996 ）;工業(yè)爐砌筑工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GB50211-2004 ）。設(shè)計(jì)內(nèi)容變壓器選型大容量礦熱爐具有單爐產(chǎn)量大、能量供應(yīng)均衡性好、便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、便 于余熱綜合利用、熱穩(wěn)定性好、便于操作等一系列優(yōu)點(diǎn)，是業(yè)界一致認(rèn)可的礦 熱爐發(fā)展的方向。為了促進(jìn)國內(nèi)

11、工業(yè)硅行業(yè)冶煉水平的提高和設(shè)備裝備的現(xiàn)代 化，因此此次設(shè)計(jì)采用12500KVA容量的礦熱爐變壓器。12500KVA礦熱爐變壓器具體技術(shù)參數(shù)如下：型號(hào)：HKSSPZ20-12500/35殼式強(qiáng)油水冷礦熱爐變壓器；額定容量：12500KVA，可超載30%;冷卻方式：OFWF;一次電壓（KV）: 35;二次額定電壓（V）: 151 ;二次電壓（V）: 175,172,169,166,163,160,157 , 154 , 151 , 148 , 145 ,142, 139 , 136 , 133 共 15 檔；阻抗電壓（短路電壓）：ex%=4-6%。522.2礦熱爐電氣參數(shù)的確定在工業(yè)硅冶煉過程中礦

12、熱爐的狀態(tài)與電氣參數(shù)的變化密切相關(guān)，控制最佳的供電制度對(duì)保證取得好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)十分重要。一般而言，提高礦熱爐的二次電壓在功率一定情況下電流就可以降下來，這有利于提高線路功率因數(shù)和減少電損失 ，但是過分提高礦熱爐電壓，電極就 不能深插，爐膛料面就會(huì)過熱，熱損失增加，硅回收率降低，因此每臺(tái)電爐都 有其適宜的二次電壓值。在設(shè)計(jì)電爐時(shí)往往利用米古林斯基公式68、83來確定礦 熱爐正常工作時(shí)的二次電壓：V2=KP1/3式中：K為電壓系數(shù)，取6.0-7.5 ； P是變壓器額定功率，KVA。因此這次設(shè)計(jì)時(shí)取二次電壓 V2=6.5 X125001/3 =150.85 "151V，P二次電流 12=

13、47795.2A 。V3V2礦熱爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)正確設(shè)計(jì)礦熱爐的結(jié)構(gòu)是保障礦熱爐工作性能的先決條件，是設(shè)計(jì)工作者面臨的最大困難。好的礦熱爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅有利于爐子保障高產(chǎn) 、優(yōu)質(zhì)、低能 耗、少故障的生產(chǎn)，而且有利于節(jié)約筑爐成本、方便其它設(shè)備布置、保證操作順暢。1、電極直徑的選取在確定礦熱爐其它結(jié)構(gòu)尺寸之前，必須先確定電極直徑，它決定著礦熱爐其它結(jié)構(gòu)尺寸的大小。電極直徑有許多計(jì)算方法，一般根據(jù)電極電流和電極電流密度確定：=102.4cm=1024mm式中12為電極電流，A, I為電極電流密度2，取5.8計(jì)算。根據(jù)國內(nèi)廠家生產(chǎn)碳素電極的標(biāo)準(zhǔn)，取電極直徑為1050mm。2、極心圓直徑計(jì)算極心圓直徑是一個(gè)對(duì)冶

14、煉過程有很大影響的設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)，電極極心圓直徑選得適當(dāng)（圖5-1），三根電極電弧作用區(qū)域部分剛好相交于爐心，各電極反應(yīng)區(qū)既相互相連又重疊部分最小，在這種情況下，爐內(nèi)熱量分配合理，坩堝 熔池最大，吃料均勻，爐況穩(wěn)定，爐況也易于調(diào)節(jié)。如果一設(shè)計(jì)就不適當(dāng)，則 熱量不是過分集中（圖5-2）就是熱量分散（圖5-3），這都會(huì)造成爐況調(diào)節(jié)頻 繁或根本無法調(diào)節(jié)的嚴(yán)重錯(cuò)誤。設(shè)計(jì)中極心圓直徑可按下式計(jì)算：Dg=ad=2.3 X1050=2415mm式中a為極心圓倍數(shù)，這里取2.3計(jì)算。結(jié)合礦熱爐容量、可調(diào)極心圓范圍、實(shí)際電氣參數(shù)調(diào)節(jié)空間這里取極心圓直徑為2500mm。圖5-1極心圓適當(dāng)圖5-2極心圓過小圖5-3極

15、心圓過大3、爐膛內(nèi)徑計(jì)算在選擇爐膛內(nèi)徑時(shí)，要保證電流流過電極 一爐料一爐壁時(shí)所受的阻力大于 經(jīng)過電極一爐料一電極或爐底時(shí)所受的阻力。否則，爐膛內(nèi)徑選擇尺寸過大， 礦熱爐表面散熱面積大，還原劑燒損嚴(yán)重，出硅口溫度低，出硅困難，爐況會(huì) 惡化。爐膛內(nèi)徑選擇過小，電極一爐料一爐壁回路上通過的電流增加，反應(yīng)區(qū) 偏向爐壁，將使?fàn)t內(nèi)熱量分散，爐心反應(yīng)區(qū)溫度低，爐壁腐蝕嚴(yán)重，爐況也會(huì) 惡化。爐膛內(nèi)徑可按下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：Dn=rd=5.8 xi050=6090mm式中r為爐膛內(nèi)徑倍數(shù)，這里取5.8。爐膛內(nèi)徑這次設(shè)計(jì)中取為 6200mm。4、爐膛深度計(jì)算在選擇爐膛深度時(shí)，要保證電極端部與爐底之間有一定的距離、電

16、極有效 插入的深度和料層有一定的厚度。爐膛深度若過深，電極與爐底距離遠(yuǎn)，電極 不能深插，高溫區(qū)上移，爐底溫度低，爐底SiC會(huì)沉積，爐底上抬，堵塞出硅 口，爐況變差。爐膛深度若太淺，料層厚度將很薄，爐口溫度升高，硅揮發(fā)損 失增加，容易露弧操作，能耗增大。. 學(xué)習(xí)參考.合適的爐膛深度可按下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：h=旳=2.5 xl050=2625mm式中B為爐膛深度倍數(shù)，B=2.5-2.8 ,這里取2.5。爐膛深度這次設(shè)計(jì)中取為2700mm。5、爐襯與爐底的結(jié)構(gòu)、尺寸及材料選擇一般而言，爐襯、爐底結(jié)構(gòu)包含了工作層、保溫層、隔熱層、絕熱層、鋼 板層5個(gè)主要層次，但是每個(gè)層次的具體尺寸卻是很有技術(shù)含量的 ，

17、因?yàn)檫@涉 及到筑爐成本、爐子性能、爐子壽命等許多經(jīng)濟(jì)因素。爐襯厚度過厚，引起筑爐成本上升，占地面積擴(kuò)大，爐襯表面積增加，散 熱面積也增大；爐襯厚度過薄，抑或爐襯強(qiáng)度不夠，抑或無法保溫。爐底厚度 亦是如此。國內(nèi)外對(duì)爐襯、爐底散熱強(qiáng)度計(jì)算表明，保持爐襯與爐底熱損失為2-4%是 合理的范圍內(nèi)84，或者保持爐襯表面溫度在70-120 C是允許的。因此按照這個(gè) 條件以及結(jié)合所選擇材料的使用溫度，根據(jù)傳熱學(xué)知識(shí)可確定爐襯與爐底工作 層、保溫層、隔熱層、絕熱層的厚度，鋼板層的厚度根據(jù)強(qiáng)度需要而定。我們?cè)谶@次設(shè)計(jì)中，工作層都使用自焙碳磚、保溫層選用新型隔熱耐火粘 土磚（熱導(dǎo)率0.44W/m ?k）、隔熱層使用

18、納米隔熱材料、絕熱層使用復(fù)合硅 酸鋁纖維毯、鋼板層選用14mm 厚的普通鋼（爐底鋼板厚18mm ），如圖 5-4。1電極孔2煙罩上蓋板 3煙囪孔4冷卻水道5觀測(cè)孔6搗料爐門7紅磚8隔熱耐火磚9納米絕熱材料 10復(fù)合硅酸鋁纖維毯11鋼板12出硅口 13高鋁磚14自焙炭磚圖5-4 12500KVA工業(yè)硅礦熱爐結(jié)構(gòu)圖&出硅口位置、結(jié)構(gòu)、尺寸與材料選擇出硅口是礦熱爐上非常重要的一個(gè)部位，它的位置、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、材 料選擇都是需要仔細(xì)斟酌的。位置布置不當(dāng)，出硅口部位溫度低，出硅不暢或 者是操作不方便；結(jié)構(gòu)形狀尺寸不當(dāng)，也會(huì)導(dǎo)致出硅不暢或者封堵困難或者出 硅時(shí)間延長；材料選擇不當(dāng)，容易氧化腐蝕，

19、維修頻繁。在這次設(shè)計(jì)中，出硅口設(shè)計(jì)二個(gè)，每個(gè)出硅口水平位置與爐底齊平并比爐 底水平線下傾斜3C,角度位置它處于爐心與電極中心兩點(diǎn)的延長線與爐壁的 焦點(diǎn)上。出硅口應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成圓形，便于燒穿與封堵，尺寸根據(jù)出硅時(shí)間要求計(jì) 算并結(jié)合實(shí)際操作需要來決定大小為直徑 100-120mm，材料選擇上容易氧化的 外側(cè)使用石英材料與碳糊。7、爐門結(jié)構(gòu)、尺寸與材料選擇大容量爐最大的問題是爐緣距離爐心遠(yuǎn)，上料困難，特別是國內(nèi)強(qiáng)調(diào)以人工精細(xì)加料來取得好質(zhì)量與低能耗產(chǎn)品的觀點(diǎn)下，普遍認(rèn)為在大容量爐子在國 內(nèi)不如6300KVA爐子的性能，因此一次又一次的阻礙了投資方建造大容量爐子 的熱情。我們?cè)谶@次設(shè)計(jì)中僅設(shè)計(jì)了 3個(gè)搗料

20、爐門，上料操作通過采用前述第 三章開發(fā)設(shè)計(jì)的自動(dòng)上料系統(tǒng)來完成，克服了大容量爐存在的最大惱人的問 題。自動(dòng)上料裝置將料布放在料面各處，搗爐功能通過窺視孔根據(jù)需要打開搗 料爐門進(jìn)行搗爐操作。搗爐爐門門檻下部與爐沿等高 ，門檻長1200mm，高 1500mm，使用單獨(dú)水冷結(jié)構(gòu)。不需要搗爐時(shí)，爐門關(guān)上，密閉冶煉。8、煙罩結(jié)構(gòu)、尺寸與材料選擇大容量礦熱爐爐膛尺寸跨度大，煙罩設(shè)計(jì)較困難，同時(shí)從煙罩通過的電流大，處理不好渦流損失大。為了解決煙罩結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與防止渦流損失，我們采取用水冷鋼管（防磁）做骨架并起吊，上下蓋采用石板與水泥構(gòu)筑，用細(xì)鋼筋做 支撐，既減輕了煙罩整體重量又防止了筑砌或制作上的不便。煙罩高度

21、離爐沿2300mm，直徑與爐殼直徑等同，厚度160mm，上下蓋間通水冷卻。技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)完成以后有關(guān)該爐的技術(shù)參數(shù)與性能如下：電極直徑：1050mm ； 極心圓直徑：2500mm ； 爐膛直徑：6200mm ；爐膛深度：2700mm ；爐殼直徑：8000mm ;爐殼高度：4618mm ;煙罩高度:2300mm ;理論日產(chǎn)量：20噸；理論電單耗量：13000KVAh/噸5.3余熱利用化研究余熱利用思路余能是在一定經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，在能源利用設(shè)備中沒有被利用的能源 ，也 就是多余、廢棄的能源。它包括高溫廢氣余熱、冷卻介質(zhì)余熱、廢汽廢水余 熱、高溫產(chǎn)品和爐渣余熱、化學(xué)反應(yīng)余熱、可燃廢氣廢液和廢料余熱以及

22、高壓 流體余壓等七種。其中最主要的是余熱。根據(jù)調(diào)查，各行業(yè)的余熱總資源約占 其燃料消耗總量的17%67%，可回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60%85o余熱的回收利用途徑很多。一般說來，綜合利用余熱最好；其次是直 接利用；第三是間接利用（產(chǎn)生蒸汽、熱水和熱空氣）。余熱蒸汽的合理利用 順序是：1）動(dòng)力供熱聯(lián)合使用;2）發(fā)電供熱聯(lián)合使用;3）生產(chǎn)工藝使用;4）生活 使用；5）冷凝發(fā)電用。余熱熱水的合理利用順序是：1）供生產(chǎn)工藝常年使用；2） 返回鍋爐使用；3）生活用。余熱空氣的合理利用順序是：1）生產(chǎn)用；2）暖通空調(diào) 用；3）動(dòng)力用；4）發(fā)電用。但是這不是絕對(duì)的，需要每個(gè)工廠根據(jù)自己實(shí)際生 產(chǎn)條

23、件和需要而定。工業(yè)硅冶煉中不同種類余熱的利用在工業(yè)硅冶煉中所有能源供入項(xiàng)為電能和化學(xué)反應(yīng)能，能源支出項(xiàng)為氧化物還原、金屬硅潛熱、逸出氣體、爐面、爐體、短網(wǎng)、冷卻水帶走熱。由于國 內(nèi)外在電能節(jié)約方面研究得比較多和透切，目前工業(yè)硅冶煉電效率基本都在92%以上。但是，電能最終要轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮懿攀欠磻?yīng)所需的，而從表5-1可知， 礦熱爐冶煉系統(tǒng)的熱效率一般僅有60-70%，因此，整個(gè)冶煉系統(tǒng)能源利用效率 都低于70%，這樣大量的熱被逸出氣體、爐面、爐體、短網(wǎng)、冷卻水、金屬硅 所帶走和散失。從表5-1可知，金屬硅帶走的熱占熱量總供入量的 5.98%,即269456千卡 /h。這部分熱是以金屬硅潛熱形式存在，硅

24、液1600-1800 C,硅錠為常溫20-30 C,其熱具有間斷性（出硅前后）、釋放緩慢性，存在能量密度低、不便 于接觸、不便于引出等特點(diǎn)。在目前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，金屬硅的潛熱只能以熱 輻射與對(duì)流的方式將這部分熱引導(dǎo)出來，其可能的利用方式為烘干物料、預(yù)熱 物料、加熱洗澡用水（該余熱每小時(shí)能使2.7噸水從0C升到100C）、加熱生 活用水。爐面損失的熱占總熱量的5.97%，即26933千卡/h，與金屬硅帶走的熱相 當(dāng)。這部分熱總量大、能流持續(xù)平穩(wěn)、密度小，主要以熱輻射與對(duì)流形式損 失，但是由于在爐口損失，受制于場(chǎng)地?zé)o法加以再利用，只能想辦法減少其損 失。節(jié)約辦法是爐型密閉化、控制料面溫度、料面燃燒

25、狀況、厚料操作與防止 刺火大量、多次發(fā)生。爐體損失的熱占總熱量的3.69%，即166448千卡/h。這部分熱與料面損失 的熱性質(zhì)相同，它以熱傳導(dǎo)形式損失，利用也很困難，也只能想辦法減少其損 失。減少辦法是加強(qiáng)爐體隔熱性能。短網(wǎng)損失的熱占總熱量的7.47%，即336738千卡/h。這部分熱主要損失在 電纜、銅瓦、電極對(duì)外熱輻射上，數(shù)量很大，但是受制于場(chǎng)地、能流密度小等 限制，也是無法利用的熱損，只能想辦法減少。減少辦法就是縮短短網(wǎng)，使用 適當(dāng)電流冶煉，選用制造后導(dǎo)電性能好的短網(wǎng)。注意不能使用保溫材料包裹的 辦法，這樣會(huì)適得其反。冷卻水帶走的熱占總熱量的16.46%，即750000千卡/h。這部分

26、熱產(chǎn)生于 變壓器、電纜母線、銅瓦，是種功能用水，一般要求入口20-30 C,出口30-40 C,水在循環(huán)池中來回循環(huán)使用，所以冷卻水帶走的熱量雖然很大，但是 不能夠被利用。這部分熱可以想辦法減少，具體措施為：1）變壓器方面要求硅 鋼片性能好，材料、制造都要選技術(shù)好的廠家來做。減少短網(wǎng)閃變，避免過大 電流操作。2）電纜母線方面要求選用材料熱阻小并要求制造水平高的廠家來生 產(chǎn)，盡量減少電纜布置長度，避免過大電流操作。3）銅瓦基本要求也如此，要 求使用鍛造工藝制造。逸出氣體（煙氣）帶走的熱量占總熱量的18.35%，即826633千卡/h。煙 氣從爐內(nèi)部產(chǎn)生，透過料面以后，溫度在400-600 C,

27、6300KVA的礦熱爐煙氣 流量為4-8萬NM 3/h，煙氣成分為2、02、CO2、出0及少量其他氣體。以往 國內(nèi)企業(yè)大多數(shù)直接排放，不僅污染了環(huán)境，而且造成能源損失。近年來在環(huán) 保部門要求下，各企業(yè)相繼安裝了布袋除塵器。煙氣在進(jìn)入布袋除塵器之前溫 度必須降到120 C以下，降溫措施為混風(fēng)冷卻、空冷、水冷，部分企業(yè)的水冷 方式產(chǎn)生的熱水被用于生產(chǎn)（洗原料、解凍）或生活（洗澡、洗碗），但是混風(fēng)方式占多數(shù)，空冷也有少量，它們吸收或交換的熱都被再次損失掉。從當(dāng)前 煙氣處理來看，煙氣余熱都沒有得到利用或很好的利用（利用價(jià)值不高）。工業(yè)硅冶煉中煙氣余熱的利用煙氣余熱利用是余熱種類當(dāng)中最便于利用的一種形式

28、，一般煙氣具有較高的溫度，流量較大，攜帶的熱量較多，回收利用方便（用對(duì)流換熱即可回收），不受場(chǎng)地限制，轉(zhuǎn)換容易（轉(zhuǎn)換為蒸汽）。因此，對(duì)煙氣的余熱回收應(yīng) 好好的珍惜與做文章。煙氣余熱回收得到的能量利用方向?yàn)樯a(chǎn)用與生活用或 者是二者聯(lián)合使用。生產(chǎn)用一是為本工藝流程服務(wù)如預(yù)熱物料、解凍，二是為其他工藝服務(wù)如余熱發(fā)電、烘干其他物料、加熱其他產(chǎn)品或是二者的復(fù)合。生 活用一是洗澡洗碗，二是供暖制冷或是二者的復(fù)合。在這里，我提出二種工業(yè)硅冶煉系統(tǒng)煙氣余熱利用方案：一是余熱發(fā)電綜 合利用方案，二是余熱加熱配套產(chǎn)品綜合利用方案。533.1煙氣余熱發(fā)電綜合利用方案從一臺(tái)6300KVA工業(yè)硅礦熱爐中逸出的煙氣流量

29、為 4-8萬NM 3/h，煙氣 溫度為 400-600 °C，400 C煙氣比熱為 1.12 kJ/kg C,密度 1.295 kg/Nm3，煙氣 相對(duì)于 300 C 時(shí)含熱 量=Cp X p X AT=1.12 X4 X 1.295 X 100=580.16 萬 KJ/h=1381333千卡/h，此熱量能使13.8噸水從0 C升到100 C，能使得5.5噸 水從40 C升到290 C （此為蒸汽發(fā)電要求過熱溫度）。根據(jù)青島4308廠提供的 BN型汽輪機(jī)技術(shù)參數(shù)：進(jìn)汽壓力0.35-0.7Mpa,進(jìn)汽溫度250-290 C，排汽壓力 0.15Mpa,抽汽壓力0.5Mpa，則發(fā)電量可達(dá)1

30、000KW。由此計(jì)算，設(shè)電價(jià)0.5元/ 度，則一年（7000小時(shí)）發(fā)電可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益350萬元。為實(shí)現(xiàn)煙氣余熱發(fā)電，需要投資余熱鍋爐2臺(tái)30萬、汽輪機(jī)1臺(tái)20萬、 發(fā)電機(jī)組1臺(tái)20萬、變壓器2臺(tái)40萬、控制柜若干100萬左右，總投資210 萬左右，承上述計(jì)算7個(gè)月即可收回投資。對(duì)于上規(guī)模企業(yè)，如有2臺(tái)以上 6300KVA工業(yè)硅礦熱爐或者多臺(tái)12500KVA工業(yè)硅礦熱爐，則上馬煙氣余熱發(fā)電項(xiàng)目更有價(jià)值與必要 。因此， 國內(nèi)投資者應(yīng)盡快打消煙氣余熱利用是微不足道且費(fèi)事的念頭，重視余熱利用與投身國家能源節(jié)約行動(dòng)當(dāng)中。按照上述煙氣余熱發(fā)電規(guī)劃，已經(jīng)被利用過的煙氣從余熱鍋爐出來后，溫 度仍然有300 C

31、,由于溫度較低，其熱能品位降低，利用難度加大。為充分利 用好能源，提高能源利用效率，根據(jù)煙氣余熱梯級(jí)利用原理，其熱量可以被用 來產(chǎn)生余熱鍋爐補(bǔ)汽。但是從補(bǔ)汽鍋爐出來的煙氣溫度仍然有200C左右，這部分煙氣仍包含熱量，對(duì)此，這部分熱量可以用來產(chǎn)生熱水用于預(yù)熱物料、解凍（北方地區(qū)）、洗澡、洗碗用，然后被冷卻到120 C以下的煙氣可以符合標(biāo) 準(zhǔn)的進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行處理。整個(gè)煙氣余熱發(fā)電綜合利用方案系統(tǒng)示意圖如 圖5-5。I、 400 C煙氣2、余熱鍋爐3、300 C煙氣4、補(bǔ)汽鍋爐5、200 C煙氣6、換熱器7、100 C煙氣8、布袋除塵器 9、可排放煙氣10、循環(huán)水II、 80 C熱水12、預(yù)熱解

32、凍13、洗澡洗碗14、20 C補(bǔ)水15、150 C補(bǔ)汽16、290 C蒸汽17、汽輪機(jī)18、變壓器1 19、變壓器2 20、用戶圖5-5煙氣余熱發(fā)電綜合利用方案系統(tǒng)示意圖該方案從能源利用與工藝角度來講，它能源利用比較充分，能源利用率 高，出口煙氣溫度能立即達(dá)到布袋塵除塵器的要求，不需要另外投資降溫裝置，工藝配合性好。但是從經(jīng)濟(jì)性角度來考慮，也許還有更好的方案。煙氣余熱加熱配套產(chǎn)品綜合利用方案工業(yè)硅礦熱爐煙氣寓含的大量熱量可以實(shí)現(xiàn)多種用途，除了發(fā)電之外，實(shí)際上，電還只是一種低附加值產(chǎn)品 (3600KJ熱量換成電為1度，產(chǎn)值為0.5 元，而由于目前蒸汽發(fā)電效率為 30 45%左右，所以要10000

33、KJ熱量才換回 0.5元）。大家往往局限于原有的思維，一想到余熱利用就是發(fā)電、預(yù)熱產(chǎn)品、 制冷供暖、燒水洗澡，對(duì)于開拓創(chuàng)新利用余熱研究不夠。我的看法是要用熱來轉(zhuǎn)換為另外一種產(chǎn)品，轉(zhuǎn)換形式并非一定是從一種能 源產(chǎn)品到另外一種能源產(chǎn)品，可以是一種能源產(chǎn)品到另外一種物質(zhì)產(chǎn)品，只要該物質(zhì)產(chǎn)品能與熱存在一定的聯(lián)系。對(duì)于煙氣余熱而言，就是要尋找到一種與 這種中溫、低溫?zé)崮芟脒m應(yīng)的物質(zhì)產(chǎn)品。這種產(chǎn)品在化工、輕紡等領(lǐng)域廣泛存 在，例如塑料生產(chǎn)、造紙、紡織、有色金屬蒸汽浸出等。另外要解放的一個(gè)思 想是我本來是生產(chǎn)工業(yè)硅的，如果我為了利用余熱而去生產(chǎn)另外一個(gè)物質(zhì)產(chǎn)品 造成投資過大或不應(yīng)有的多元化生產(chǎn)造成的精力分散

34、問題。其實(shí)，生產(chǎn)該種產(chǎn)品如果叫投資過大，則可以貸款融資解決（因?yàn)槟惚緲I(yè)已經(jīng)立下基礎(chǔ)，當(dāng)?shù)刭J 款應(yīng)該不會(huì)再成問題，也可通過股東融資比例分配來解決），如果生產(chǎn)該種產(chǎn) 品帶來精力分散（主要是市場(chǎng)開拓上的分散），這可以通過掛靠形式來解決（比如自己主動(dòng)掛靠到該種產(chǎn)品行業(yè)中一個(gè)大型或中型廠家，由它解決市場(chǎng)問題，自己只管生產(chǎn)）?，F(xiàn)在這個(gè)時(shí)代是合作時(shí)代，要把合作（其實(shí)是資源合理 組配）放在觀念更新的第一位。當(dāng)投資者到某地去投資時(shí)，該地已經(jīng)存在一定 工業(yè)基礎(chǔ)，則可以把廠建造在該廠附近，為其提供煙氣余熱以生產(chǎn)該產(chǎn)品?；?者結(jié)合當(dāng)?shù)卣猩绦袨?，與被招進(jìn)來的企業(yè)聯(lián)合投資，本廠產(chǎn)生的煙氣余熱 成為合作伙伴的供熱基礎(chǔ)。

35、或者先聯(lián)系某類投資者（比如塑料廠投資者），跟 他協(xié)商好，共同投資于某地，共享煙氣余熱去生產(chǎn)一種新產(chǎn)品?？傊鳛橥?資者應(yīng)當(dāng)在煙氣余熱問題上要全盤考慮，怕麻煩的可以請(qǐng)研究所、行業(yè)專家、投資顧問、行業(yè)分析師代為考慮要結(jié)合產(chǎn)品的具體類型。5.4隔熱技術(shù)研究在工業(yè)生產(chǎn)中節(jié)能渠道基本分為三大類。第一類是先進(jìn)的技術(shù)工藝流程， 第二類是先進(jìn)精良生產(chǎn)設(shè)備，第三類是優(yōu)良的節(jié)能材料。在這里我將重點(diǎn)研究 節(jié)能材料在工業(yè)硅冶煉領(lǐng)域的應(yīng)用，這是在工業(yè)硅冶煉領(lǐng)域近年較少涉及與更 新的方面，已經(jīng)與新材料、新技術(shù)不斷更新的今天不相適應(yīng)。節(jié)能材料主要體現(xiàn)在材料的隔熱（絕熱）性能上，對(duì)于工業(yè)硅冶煉系統(tǒng)而言，材料隔熱性能好壞直接

36、影響到礦熱爐的熱效率。從表5-1可見，從礦熱爐爐體散發(fā)的熱損失為166448千卡/h，占總熱量收入項(xiàng)的3.69% （這還是較低 的，國內(nèi)大部分為6-8%），與國外相比存在1-2倍的差距。這主要是因?yàn)槲覈?工業(yè)硅礦熱爐爐體結(jié)構(gòu)與材料通常是工作層用碳磚（上部用耐火磚），保溫層用耐火磚，絕熱層用石棉板或硅酸鋁纖維毯，保護(hù)層（爐殼）用鋼板的原因。 這種結(jié)構(gòu)和材料構(gòu)成在今天看來已經(jīng)不合理（但許多單位缺乏設(shè)計(jì)能力，仍在使用），原因一方面是我國礦熱爐使用的材料導(dǎo)熱系數(shù)大，隔熱性能差，另一方面由于在筑爐時(shí)沒有對(duì)材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)置，在同樣大小導(dǎo)熱系數(shù)材料條件下隔熱效果也不理想。因此，為提高礦熱爐熱效率而對(duì)礦熱

37、爐爐體的結(jié)構(gòu)和 用材進(jìn)行改革在目前相當(dāng)必要。改革開放以前，我國筑爐材料的品種非常單一，基本以天然礦物質(zhì)加工制 品為主，工業(yè)硅礦熱爐筑爐時(shí)工作層主要是碳磚，保溫層主要是粘土磚，絕熱 層主要是硅藻土、石棉板，而且各材料的適用性能也比較落后。隨著節(jié)能、降 低成本、新技術(shù)的應(yīng)用、其他領(lǐng)域?qū)Σ牧系奶囟ㄒ?，我國科研人員在吸收消 化國外材料制造技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，積極自主創(chuàng)新，發(fā)展研究了一大批筑爐材料如陶瓷纖維、納米微孔隔熱材料、多層復(fù)合反射絕熱板、漂珠高強(qiáng)隔熱磚 等。無論從高科技的航天器、小到手中的保暖杯，人們都對(duì)材料的導(dǎo)熱性能、 強(qiáng)度要求等方面進(jìn)行了廣泛的研究和改進(jìn)，直至今日，筑爐材料品種已大大得到豐

38、富、產(chǎn)品的性能已得到大大提高，生產(chǎn)工藝不斷進(jìn)步、品種不斷更新，材 料發(fā)展逐漸走上科學(xué)精細(xì)發(fā)展的道路。在工業(yè)硅礦熱爐筑爐中，我們應(yīng)當(dāng)積極應(yīng)用當(dāng)代科技成果，與時(shí)俱進(jìn)地革新改進(jìn)礦熱爐的工作性能。表5-2、表5-3、表5-4分別列出了當(dāng)今工業(yè)硅礦熱爐筑爐時(shí)可供選用的工 作層、保溫層、隔熱層與絕熱層用材。表5-2當(dāng)今工業(yè)硅礦熱爐筑爐時(shí)可供選用的工作層用材名稱2kgf/cm2 荷使用溫度常溫耐壓強(qiáng)熱導(dǎo)率熱膨脹系數(shù)（C ）重軟化點(diǎn)（C）(C)度(kgf/cm2)(w/m ? °C)X10-6硅磚1520-16201600-1650175-5001.05+0.93t/100011.5-13碳磚200

39、02000250-50023.26+3.49t/10003.7石墨磚1800-19002000250碳化硅150075014.2(600 C)4.76磚11.9(800 C)10.9(1000 C)表5-3當(dāng)今工業(yè)硅礦熱爐筑爐時(shí)可供選用的保溫層（堅(jiān)固層）用材名稱密度(g/cm 3)使用溫度（C）常溫耐壓強(qiáng)度（kgf/cm2）熱導(dǎo)率(w/m ? C)粘土磚2.071400150-300高鋁磚1500390-4901.4剛玉磚3.201700200-700硅磚1.91600-1650175-5001.05+0.93t/1000碳化硅磚1600550-75014.2(600

40、 C)11.9(800 C)10.9(1000 C)剛玉莫來石磚1800200-500普誦型耐火澆注料2.01400295輕質(zhì)隔熱磚14009.8-59高鋁質(zhì)隔熱耐火磚14008-40注：堿性耐火材料如鎂磚、鎂鋁磚、白云石磚、鎂鉻磚、鎂橄欖石磚、氧化鈣質(zhì)磚等不能 用于工業(yè)硅礦熱爐。表5-4當(dāng)今工業(yè)硅礦熱爐筑爐時(shí)可供選用的隔熱層與絕熱層用材名稱導(dǎo)熱系數(shù)w/m.k比重kg/m3使用溫度oC石棉板11001700<1300600硅酸鋁纖維毯1281200復(fù)合硅酸鋁纖維毯45-100600硅藻土500-7001000膨脹珍珠巖40-500800蛭石80-9001100泡沫玻璃<0.0581

41、55 200450泡沫石棉<0.03520-22500微孔硅酸鈣140-2701000礦渣棉77-160650巖棉制品80-150700玻璃棉0.043 0.1148350陶瓷纖維毯26001260-1600空心微珠50-200800納米微孔隔熱材料400-5001000各種反射涂料0.03,80-90% 的反射率450-1500150-1800表5-2、表5-3、表5-4中，有許多是上世紀(jì)80年代后開發(fā)制造出來的材 料，材料品種與性能與其80年代前有很大的改變，例如高鋁磚是德國奧托焦炭 公司1956年前后開發(fā)出來的，其強(qiáng)度與導(dǎo)熱系數(shù)與今天高鋁磚的性能相距較 遠(yuǎn)，當(dāng)時(shí)其高鋁磚作為煉焦?fàn)t槍

42、其強(qiáng)度較松散，承受壓力大約為100-200kgf/cm2，導(dǎo)熱系數(shù)為3.47 w/m ? C。硅酸鋁纖維毯作為廣泛應(yīng)用的爐體保溫材 料，我國1971研制成功，到1990年代前，其品種單一，性能也不好，但是現(xiàn)在生產(chǎn)企業(yè)200家左右，總生產(chǎn)能力超過4萬噸/年，品種繁多，包括普通硅 酸鋁纖維、高純硅酸鋁纖維、高鋁纖維、多晶莫來石纖維、多晶氧化鋁纖維和 多晶氧化鋯纖維等。空心微珠保溫材料是另一種最近開發(fā)出來的保溫材料，它是一種以電廠粉煤灰微珠和膨脹珍珠巖為基料，配以專用粘結(jié)劑，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后制成的輕質(zhì)成型料。據(jù)近年來國內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道，粉煤灰中的一種空心微珠是 在粉煤燃燒時(shí)，在爐溫超過1350 /500 C

43、的高暖區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的一種中空球形圓 珠，其內(nèi)部包含有氮和二氧化碳等氣體，其表面耐磨性好，壓強(qiáng)高，并有很好 的耐酸性，是一種新興的多功能材料。經(jīng)試驗(yàn)研究表明，空心微珠具有顆粒 小、質(zhì)輕、中空、隔音、隔熱、耐高溫、絕緣、耐低溫、耐磨、強(qiáng)度高等優(yōu)異 的多功能特性。另外現(xiàn)代筑爐與建筑還廣泛使用薄層隔熱保溫材料一一反射絕 熱涂料。上世紀(jì)90年代,美國國家航空航天局的科技人員為解決航天飛行器的傳 熱控制問題開發(fā)了一種太空絕熱瓷層(Therma-Cover)，我國于2001年也開發(fā)成 功，在現(xiàn)代筑爐中已經(jīng)開始廣泛使用。這種材料由一些懸浮于惰性乳膠中的微 小陶瓷顆粒構(gòu)成，具有高反射率、高輻射率、低導(dǎo)熱系數(shù)、低蓄

44、熱系數(shù)等熱工 性能，只要在表面噴涂毫米涂層，就能有效抑制露天常溫物體受太陽輻 射熱和紅外輻射熱，抑制效率達(dá)90 %左右?？萍歼M(jìn)步為我們提供了更好的、更多的筑爐材料，我們必須切合順應(yīng)當(dāng)前條 件，更好的利用這些條件為能源節(jié)約服務(wù)。在利用這些筑爐材料時(shí)，除了節(jié)能方面的考慮之外，還必須考慮它在爐襯 中的用途所帶來的強(qiáng)度、使用溫度、膨脹特性、耐腐蝕性、價(jià)格等因素。對(duì)工業(yè)硅礦熱爐的工作層來說，它要求：1、耐火度高。因工業(yè)硅冶煉溫度在1800-2200 C之間，工作層爐壁與爐底 溫度1800 C左右，材料應(yīng)該有足夠高的軟化、熔化溫度。2、耐熱強(qiáng)度高。在高溫下，材料應(yīng)該還能夠承受爐子載荷、操作中產(chǎn)生的 機(jī)械力

45、、熱膨脹力的作用而不變形、開裂。3、 導(dǎo)熱系數(shù)低。從工作層開始就應(yīng)該具備優(yōu)良的隔熱性能，才能有利于節(jié) 能。4、抗渣性能優(yōu)良。工作層直接與爐料接觸，選用的材料應(yīng)該能承受爐料的 侵蝕和沖刷。5、價(jià)格適當(dāng)。投資者總喜歡低成本建造礦熱爐。根據(jù)工業(yè)硅礦熱爐工作層的上述要求，工作層用材目前只能選擇碳磚。它 使用溫度高、強(qiáng)度好、抗渣性好，盡管導(dǎo)熱系數(shù)和價(jià)格還比較高。工業(yè)硅礦熱爐的保溫層要求：1、 耐火度高。對(duì)于工業(yè)硅礦熱爐保溫層同樣也要求耐火度高 ，因?yàn)楣ぷ鲗?隔熱性能一般較差，同時(shí)保溫層也有部分與爐料直接接觸，所以也要求保溫層 能耐受高溫而不軟化變形。2、耐熱強(qiáng)度高。在高溫下，保溫層材料也應(yīng)該還能夠承受爐

46、子載荷、操作 中產(chǎn)生的機(jī)械力、熱膨脹力的作用而不變形、開裂。3、 導(dǎo)熱系數(shù)低。從節(jié)能角度出發(fā)，保溫層也應(yīng)該具備優(yōu)良的隔熱性能，才 能有利于節(jié)能。4、 抗渣性能優(yōu)良。保溫層也有部分地方直接與爐料接觸，所以要求其也應(yīng) 具備一定的抗渣性能。5、 價(jià)格適當(dāng)。保溫層用料量較大，價(jià)格上應(yīng)當(dāng)追求較低材料。從保溫層上述要求出發(fā)，工業(yè)硅礦熱爐保溫層材料可以用粘土磚、輕質(zhì)隔熱磚、高鋁質(zhì)隔熱耐火磚，這三種材料性能上差不多，主要是比較價(jià)格0粘土 磚是廣泛應(yīng)用且價(jià)格相對(duì)而言比較低的一種耐火材料，A12O3含量一般在30%-50%之間,導(dǎo)熱與承重性能都比較好,是爐襯主要用材°工業(yè)硅礦熱爐減少熱損失起關(guān)鍵作用的地

47、方是隔熱層和絕熱層，因此，選擇好隔熱材料與絕熱材料非常重要 °工業(yè)硅礦熱爐隔熱層和絕熱層對(duì)材料的要 求是：1、導(dǎo)熱系數(shù)小。減少熱量損失，保證爐膛內(nèi)溫度是隔熱層和絕熱層的主要 用途，只有導(dǎo)熱系數(shù)小，才能實(shí)現(xiàn)上述目的°2、彈性小。隔熱材料與絕熱材料一般是輕質(zhì)、疏松、多孔的纖維狀材料，膨脹收縮系數(shù)大，容易引起爐體松動(dòng)，因此要求隔熱材料與絕熱材料收縮性 小，以保證保溫層與爐殼之間的嚴(yán)密性與整體性°3、 能耐高溫°由于保溫層主要擔(dān)負(fù)骨架承受負(fù)荷用，它主要作用不是節(jié) 能，所以其外泄熱量相當(dāng)大，其冷面溫度也相當(dāng)高，對(duì)緊貼其冷面的隔熱材料 和絕熱材料來說，應(yīng)當(dāng)能夠耐受其

48、高溫°4、價(jià)格便宜。根據(jù)工業(yè)硅礦熱爐隔熱層和絕熱層對(duì)材料的上述要求，可以選定納米微孔隔熱材料作為隔熱層和絕熱層的用材°納米微孔隔熱材料是2000年以后我國相 關(guān)單位從美國引進(jìn)并消化吸收后逐漸推廣應(yīng)用起來的優(yōu)良隔熱、絕熱材料，它能耐受較高的溫度，且導(dǎo)熱系數(shù)比通常用的隔熱材料、絕熱材料低1-4倍，節(jié) 能效果突出°如果為了強(qiáng)化保溫，還可以在納米微孔隔熱材料熱面噴涂某種反 射涂料。如果要求繼續(xù)使用硅酸鋁纖維毯，則應(yīng)當(dāng)使用硅酸鋁纖維毯 +泡沫石 棉或泡沫玻璃或空心微珠結(jié)構(gòu)，保溫效果將更好°. 學(xué)習(xí)參考.選用低熱導(dǎo)率的材料來增強(qiáng)保溫合理設(shè)計(jì)也是一種重要的保溫方法用、材料使用位置三個(gè)方面的內(nèi)容，是保溫方法的一種，砌筑時(shí)材料結(jié)構(gòu)的 它包括材料厚度設(shè)計(jì)、材料間合理搭配使 好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在同樣材料使用