열 장비의 열 손실을 줄이기 위해 열전도율이 낮은 단열 내화 재료를 사용하는 방법은 무엇입니까?

열 장비의 라이닝은 열 손실의 핵심 역할을 하는 내화 재료로 구성되며 내화 재료가 핵심 역할을 합니다. 고온에서 내화 재료는 안정성을 유지할 뿐만 아니라 열을 가능한 한 적게 유지해야 합니다. 따라서 내화 재료는 단열 특성을 가져야 합니다. 좋아, 더 적은 열 저장.
1. 열 장비의 열 손실
열 장비는 일반적으로 많은 에너지를 소비합니다. 온도가 높을수록 더 많은 에너지 소비가 발생합니다. 대부분의 경우 열효율이 매우 낮아 열에너지 이용률이 30% 미만이다. 열 장비의 열 손실에는 일반적으로 다음 항목이 있습니다.
(1) 열 장비 본체 표면의 각 부분에서 발산되는 열은 제품의 단위 에너지 소비량의 10~40%에 달할 수 있습니다.
(2) 열 장비 본체의 축열 손실은 지속적으로 작동하는 열 장비에 덜 중요하며 간헐적으로 작동하는 열 장비의 축열 손실은 5% ~ 25%에 이릅니다.
(3) 연속 강철 압연 가열로의 스윌 레일의 수냉 파이프와 같은 수냉의 열 손실은 내화 재료로 포장되지 않으며 열 손실은 25% 이상입니다.
(4) 이음새, 구멍 및 용광로 도어의 열악한 밀봉으로 인한 열 손실, 예를 들어 전기 아크로 도어의 열 손실은 35% 이상입니다.
(5) 연기 배출로 인한 열 손실.
위의 열 손실은 모두 내화재와 관련이 있으며, 특히 (1)~(4)는 내화재의 단열성능과 큰 관계가 있다. 로체 표면의 열 손실을 줄이는 기본적인 방법은 적절한 단열재를 선택하여 로체 표면 온도를 낮추는 것입니다. 로 온도가 일정할 때 외부 표면 온도는 주로 로 벽의 두께와 로 벽 재료의 열전도도에 따라 달라집니다. 로 벽의 두께를 늘리면 로 본체의 축열량이 증가하여 축열 손실이 증가할 수 있습니다. 따라서 단열재의 합리적인 사용이 최선의 선택이 되었습니다.
최근 몇 년 동안 우리나라의 단열재는 급속도로 발전했습니다. 다양한 재료, 다른 벌크 밀도 및 다른 열전도율의 성형 제품뿐만 아니라 해당 비정질 내화 재료, 내화 섬유 및 다양한 재료의 제품, 실리콘 칼슘 보드, 나노 단열 보드 등이 있습니다. 이러한 단열 제품은 다른 외관 사양, 물리적 및 화학적 지표, 다른 단열 효과 및 다른 시장 가격. 따라서 보온기기의 사용조건에 따라 라이닝 설계를 하여야 한다. 온도 매개변수(열 장비의 고온 표면 온도, 저온 표면 온도), 물리적 상수(단열재의 열전도율, 부피 밀도, 최대 작동 온도), 경제적 매개변수(내화 재료 가격, 연료 가격), 발열량을 포함한 원본 데이터 수집 값, 이용 계수 등), 에너지 절약 효과를 계산하고, 분석 및 비교하고, 적합한 단열재를 선택하고 합리적인 계획을 수립합니다.
2. 열적 설비의 방열 손실 저감 사례
(1) 국자의 단열
현재 우리나라 철강 산업의 평균 에너지 소비량은 일본보다 50%, 대기업의 경우 30% 더 높습니다. 국자는 철강 산업에서 중요한 열 장비입니다. 국자를 따뜻하게 유지하기 위해서는 국자의 방열 계산과 단열재에 대한 연구를 통해 국자의 내부 라이닝을 4겹의 재료 즉, 강철 쉘의 내부 표면은 에너지 절약형 페인트로 코팅되어야 하며 내부 표면은 10mm 나노 절연 보드여야 하며 내부는 75mm 고강도 나노 마이크론 절연 캐스터블이고 내부는 작업 층입니다. 슬래그 라인의 작업층은 열전도율이 낮은 마그네시아 탄소 벽돌을 채택하고 용융 풀의 작업층은 커런덤 스피넬 품질의 미연 벽돌을 채택합니다. 이 공법을 120t 정련 레이들에 적용하여 슬래그 라인의 레이들 쉘 온도는 약 225도, 용융 풀의 레이들 쉘 온도는 약 200도, 클래딩 쉘은 약 170도 . 이 에너지 절약 구조는 좋은 결과를 얻었습니다. ①고강도 나노미크론 캐스터블과 낮은 열전도율 작업층은 나노 보드를 효과적으로 보호하고 오랫동안 안전한 작업 온도 내에서 유지하며 수명을 크게 향상시킬 수 있습니다. 단열층 및 영구층; ② 클래딩의 온도를 100도 이상 낮추고 클래딩의 수명을 연장하며 롤빵을 굽는 데 사용되는 가스를 줄이고 용강의 온도를 크게 낮추고 태핑 온도를 낮추고 금속을 향상시킬 수 있습니다. 수율, 노동 생산성 향상, 에너지 절약, 환경 보호 및 비용 절감 목적을 달성하십시오.
(2) 시멘트 로터리킬른 통과파대용 저열전도성 합성벽돌
시멘트 로터리 가마는 특히 전면 및 후면 전환 구역에서 에너지를 많이 소비하는 열 장비입니다. 내화 라이닝은 가마 표면으로 보호되지 않으며 시멘트 재료와 직접 접촉합니다. 가마 본체의 온도가 높기 때문에 열 손실과 연료 소비가 증가하고 가마 본체가 줄어듭니다. 내화물을 손상시키기 쉽게 만드는 동시에지지 롤러의 수명. 방열 및 안전 위험을 줄이기 위해 작업층, 단열층 및 단열층의 3층 구조가 채택되었습니다. 열전도율이 다른 3종의 내화벽돌을 석조물에 사용하는 경우 회전식 가마 가동 시 벽돌이 내벽에서 떨어지는 사고가 자주 발생한다. 따라서 열전도율이 낮은 다층 복합 벽돌, 즉 작업층(실리콘 멀라이트 벽돌 두께 0.140m), 단열재의 3층 구조를 채택하는 벽돌이 연구됩니다. 층(light mullite 벽돌 두께 0.035m), 이 두 층의 결합 계면은 정현파 표면의 조합 방법을 채택하고, 세 번째 층은 단열층(ZrO2를 포함하는 세라믹 섬유판, 두께 0.025m) . 다층 복합 벽돌의 응력 집중은 적고 다층 복합 벽돌의 포괄적인 열전도율은 원래 실리카 몰리브덴 벽돌의 2.74에서 1.50W/(m·K)로 감소하여 온도를 감소시킵니다. 50~70 정도에 의하여 킬른 포탄.
(3) Anshan Iron and Steel의 260t 제강 컨버터는 로 라이닝 구조를 최적화하기 위해 40mm 두께의 다결정 섬유 절연 보드 대신 20mm 두께의 나노 절연 보드를 채택합니다.
용광로 용량 비율이 증가하고 강철 생산량이 증가하여 용광로 쉘의 온도를 11도 이상 낮춥니다. 전로 운전 전 과정에서 분쇄현상이 없고, 라이닝벽돌이 떨어지는 현상이 없습니다. 동시에 제련 시간을 단축하고 쇳물 소비를 줄입니다. .
(4) 수냉식 미분탄 가스화로용 고열전도율 탄화규소 래밍재
미분탄 가스화기의 수벽은 열전도율이 높은 실리콘 카바이드 래밍 재료로 라이닝되어 있습니다. 고온에서 슬래그는 실리콘 카바이드 래밍 재료의 라이닝에 달라붙습니다. 실리콘 카바이드의 열전도율이 높기 때문에 슬래그가 내부 라이닝에 닿아 빠르게 응결되고 온도가 낮아질수록 열전도율이 감소합니다(표 1 참조). 용광로 내부와 외부에는 핫 슬래그, 고형 슬래그, 실리콘 카바이드 내화물, 수벽, 불활성 가스 보호층, 고 알루미나 비정질 내화물 및 외부 보호층이 있습니다. 이것은 용광로의 열 손실을 줄입니다.
3. 단열재 선택시 주의사항
고온 산업에서는 단열재를 사용하여 에너지를 절약하고 환경을 보호하는 많은 예가 있습니다. 단열재는 높은 공극률(40퍼센트 ~85퍼센트 이상), 낮은 벌크 밀도(1.5g/cm3 미만) 및 낮은 열전도율(1.0W/(m·K) 미만)을 가지고 있습니다. 그러나 이러한 단열재를 선택할 때 다음 사항에 주의하십시오.
(1) 단열재의 열전도율(λ)
열전도율은 열전도율이라고도 하며 역수 1/λ가 열 저항입니다. 열전도율이 작을수록 단열 효과가 좋습니다. 공기의 열전도율이 가장 낮다는 것은 잘 알려져 있습니다.
고체 물질의 열전도율은 가스보다 훨씬 크므로 고체 물질의 기공은 물질의 열전도율을 크게 감소시킬 수 있으므로 단열재는 높은 다공성이어야 합니다. 다공성이 높을수록 λ 값이 작아집니다.
또한 기공 크기도 λ 값에 일정한 영향을 미칩니다. 저온에서 단열재의 열전도율은 기공 크기가 커짐에 따라 감소하고 800도 이상, 특히 1000도 이상에서는 기공 크기가 커짐에 따라 열전도율이 급격하게 증가합니다. 따라서 고온은 기공 크기가 작은 단열재를 취하고 저온은 기공 크기가 큰 단열재를 사용합니다. 공극률이 같을 때 기상 연속상 미세구조의 열전도도는 고상 연속상보다 작고, 섬유 소재의 기공은 고상과 같이 연속적이기 때문에 열전도율이 내화 섬유 및 제품의 크기가 작습니다. 단열재의 고체상에서 재료의 열 저항은 화학적 광물 조성의 차이로 인해 크게 달라집니다. 일반적으로 결정 구조가 복잡할수록 열전도율이 낮아지고 고상 유리의 열전도율은 결정상보다 낮습니다. 온도가 증가함에 따라 유리상의 열전도율이 증가합니다. 결정상의 온도는 증가하고 열전도율은 감소합니다. 영국은 벌크 밀도가 약 0.24g/cm3인 초미세 SiO2 복합 단열재를 개발했으며 열전도율은 모든 단열재보다 낮으며 정지 공기보다 훨씬 낮습니다.
(2) 단열재의 내열성
일부 단열재는 더 낮은 온도에서 사용됩니다. 예를 들어 안강스틸의 100t 스틸 레이들에는 나노단열보드가 사용된다. 사용 온도를 초과하면 압력 하에서 변형되어 안감이 변형되어 단열 성능이 저하될 뿐만 아니라 안전 위험도 초래합니다. 따라서 단열재는 주로 내화도가 아닌 특정 온도에서의 수축 변형에 의존하는 것으로 제안되었습니다. 국제적으로는 재연소 수축률이 2% 이하가 되는 온도를 단열재 사용 온도 범위로 일반적으로 사용하고 있으며, 단열재와 순수 내화재의 차이점 중 하나이기도 하다.
(3) 단열재의 강도
상술한 나노단열보드와 같이 공극률이 높고 상대강도가 낮아 단열효과가 좋고 공극률이 높고 강도가 낮다. 운송 및 건설 요구를 보장하기 위해 단열재는 일정한 강도를 가져야 합니다. 특히 화염과 직접 접촉하는 일부 단열 제품의 경우 강도 향상이 매우 중요합니다. 벌크 밀도가 증가함에 따라 강도가 증가합니다. 벌크 밀도가 같을 때 고상 연결이 기상 연결보다 더 강하며 이는 기공 크기와 관련이 있습니다. 기공 크기를 줄이는 것은 단열재의 강도를 향상시키는 효과적인 기술 조치입니다.
(4) 대기 및 단열재
많은 열 장비는 단열재로 라이닝되어 있으며 CO, CO2, H2, N2 등과 같은 다양한 보호 분위기도 일반적으로 사용됩니다. 수증기, Al2O3는 매우 안정적이므로 수소에서는 알루미나 단열재를 선택해야 합니다. 규산알루미늄 섬유는 수소 환원 분위기에서 쉽게 환원되는 Cr2O3를 3~4% 함유하고 있으므로 산화크롬을 함유한 규산알루미늄 섬유는 환원 분위기에서 사용하면 안 된다.
(5) 절연 방법
간헐적으로 작동하는 열 장비에서 단열층(내화 섬유 베니어판)을 용광로 안감의 뜨거운 표면에 직접 놓을 수 있어 최고의 에너지 절약 효과를 얻을 수 있습니다. 내벽(뜨거운 표면)의 단열 효과보다 우수합니다.