工业炉炉衬设计与制作

1.5.耐火纤维炉衬在设计时应考虑其所在环境气氛对其工作温度的影响： 在氧化性或中性气氛下，耐火纤维及制品的长期使用温度应比分级温 度低100℃ ～200℃； 在还原性气氛下，应比分级温度低200℃ ～350℃； 在真空气氛下，应比分级温度低400℃ ～450℃。
1.6.对于炉气中含有腐蚀性气体时，在炉衬与炉壳之间应采取防腐等其他 隔离措施。应在炉壳的内表面涂一层防护涂料避免炉墙被腐蚀，涂料 耐温至少180℃；
（图4.1.5-2） （图4.1.5-3）
2.1.5.采用层铺式纤维炉衬结构时，锚固件布置间距如（图4.1.6）
2.1.6.层铺式纤维炉衬结构必须避免炉衬因纤维收缩产生管通缝。接缝两 旁的耐火纤维制品应采用搭接结构，搭接长度宜为100mm，搭接方 向应顺气流方向，如（图4.1.7）
2.1.7.层铺纤维炉衬的拐角处应采用圆角式，链接结构如（图4.1.8）
分类温度 （℃） 1000
1100 1260 1400 1430
种类
低温型 AL2Q3 38%～42%
普通型 AL2Q3 45%
高纯型 AL2Q3 47%
高铝型 AL2Q3 52%～55%
含锆型 ZrQ2 ＞15%
工作温度（℃） 化性或中性气氛）
（氧
长期
短期
＜800
＜1000
＜950 ＜1100 ＜1200 ＜1300
2.2.4.折叠快与砖砌体或其他耐火炉衬连接处，如果是折叠快的非折叠 方向，考虑避免因耐火纤维制品的收缩使直通缝扩大，可把纤维 毯对折压缩后挤压进直通缝中。如（图4.2.8-1） （图4.2.8-2）
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3.纤维炉衬安装烧嘴结构.
四. 耐火纤维炉衬制作
1.开工前应具备条件
1.1.炉衬施工工作，必须由合格的专业公司进行； 1.2.炉衬施工工程应于炉子基础、炉体钢结构、管道和有关设备安装等
1.9.应合理选用耐火纤维制品，根据所在层面温度不同，选用经济且满足 需要的材料。
2.常用陶瓷耐火纤维结构
2.1.层铺式耐火纤维炉衬： 2.1.1.根据不同层的温度确定不同层纤维制品的材质； 2.1.2.层铺式纤维炉衬可由低温型或普通型作为隔热层既最外层，高
等级的纤维制品作为耐火层。 2.1.3.层铺式纤维炉衬，应选用较大面积层铺，以减少拼接缝； 2.1.4.层铺式纤维炉衬可采用的金属锚固件形式如（图4.1.5-1）
工业炉炉衬设计与制作
一、炉衬分类
砖炉衬 纤维炉衬 炉衬 不定型炉衬 混合炉衬
由耐火砖、隔热砖等构成 由纤维棉/毯、折叠预制块、 纤维板等构成
耐火浇注料整体浇筑而成
根据需要由多种炉衬材质构 成。如：炉底采用砖炉衬， 其他采用纤维炉衬。
☞本课程重点讨论纤维炉衬的设计及制作！
二、耐火陶瓷纤维
1.耐火陶瓷纤维总类及工作温度
附：A
附：B
附：C
谢谢！
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1.隔热耐火材料； 2.高温密封垫和电绝缘。
1.高温密封、捆绑。
1.隔热和绝缘； 2.高温扰性密封、包裹。
炉衬覆板，可制成看火孔、套管等。
真空成型件
按照一定形状尺寸，真空成型复杂炉衬构件，如：看火孔、排烟口等
纤维浇注料
作为炉衬材料，可浇筑成异形件、局部修补、密封等。
纤维喷涂料
作为炉衬耐火、耐冲刷部位覆层。
＜1100 ＜1260 ＜1400 ＜1430
2.耐火陶瓷纤维形态分类
形状或形式
用途
原棉 纤维毯/毡 纤维纸 纤维绳 纤维布 纤维板
1.用于生产其他形式纤维制品； 2.作为填充料和隔热层材料，如：膨胀缝、密封材料等。
1.作为填充料和隔热层材料和隔热材料； 2.作为炉内耐火或隔热材料，如：平铺炉衬、制作折叠预制块等。
2.2.2.对于沿模块折叠方向顺次同向竖缝的排列形式，在模块的排与排 之间必须设置收缩缝，且必须用相应的耐火纤维毯经对折压缩后 填入缝隙并挤紧。这种结果用于炉顶时，必须用耐热合金U型钉使 纤维毯与折叠快固定。如（图4.2.7-1）
2.2.3.对于模块交错镶嵌阀排列形式。如（图4.2.7-2）必须严格保证相 邻模块相互抵消收缩量，特别应避免模块交错角处窜气缝。 注：交错镶嵌法仅适用于炉顶。
3.3.耐火纤维毯及隔热板的铺设均应严密，隔热板应紧贴炉壳。紧固锚 固件时，应松紧适度；
3.4.耐火纤维毯及隔热板铺设应错缝。各层件错缝100mm以上，隔热层接 缝壳对接，高温层接缝应搭接，搭接长度应为100mm，搭接方向应顺 应气流方向，不得逆向如（图11-2）；
3.5.耐火纤维毯应按炉壳上孔洞尺寸配做，切开略小于实际尺寸； 3.6.在炉墙转角或炉墙与炉顶炉底相连处，应交错搭接，不得内外通缝； 3.7.对金属锚固钉、垫圈等应采取保护措施，使其不直接暴露在高温炉
3.耐火陶瓷纤维制品展示
陶瓷纤维毯/毡 陶瓷纤维板 陶瓷纤维模块 陶瓷纤维纺织品
真空成型件
纤维浇注料
4.部分炉衬锚固件
三.陶瓷耐火纤维炉衬设计
1.陶瓷耐火纤维设计原则：
1.1.陶瓷耐火纤维炉衬的设计应保证，在无风、环境温度为27℃时， 炉墙外温度不超过80℃。
1.2.设计选用陶瓷耐火纤维材料应满足其所在部位的工作温度及耐磨、 耐冲刷和耐腐蚀等要求。
墙上的支撑板应水平，销钉应垂直。销钉的中间距应为250~300mm； 4.4.用销钉固定后，耐火纤维毯应与里层紧贴。所有耐火纤维毯的接缝
处应挤紧； 4.5.在烧嘴、排烟口、孔洞等部位的耐火纤维条，应与其周边垂直； 4.6.当设计要求耐火纤维毯需要钢板网时，钢板网应牢固的焊在炉壳上，
钢板网应平整，且钢板网的厚度宜为1~1.5mm； 4.7.耐火纤维需要涂抹粘结剂时，应涂抹均匀、饱满。涂抹好后应立即
贴在预定的位置，并用压紧使之粘牢。黏贴及压紧时不得推动已粘 好的相邻耐火纤维； 4.8.铺设背衬纤维毯时，应用快速卡片或铁丝固定纤维毯；
4.9.用相应的螺母试拧锚固件，检查螺杆/螺母配合完好； 4.10.安装纤维模块组件时将模块组件预埋锚固件穿过炉壳锚固件，利
用特殊工具拧紧螺母，并在排与排之间填塞纤维毯并压紧； 4.11.在纤维模块压缩方向需要填塞纤维毯的，利用薄钢板分开相邻两
工序告一阶段、经检查合格并签订工序交接证明书后，方可进行施 工； 1.3.开工前先复查中心线、标高（与基准点相对照），外壳平直度及各 种门孔、炉底立柱穿孔、烧嘴开孔、高温计开孔、压力计接口、摄 像镜头等开孔尺寸。管道、烟道需作内保温者，这类管道都应已交 付并验收合格； 1.4.施工所需各种工具、辅料需符合施工要求且齐全； 1.5.现场设置材料堆放场地以及仓库，材料堆放场地必须防雨； 1.6.检查全部图纸，确认拟使用的施工图纸是有效的。
3.层铺耐火纤维炉衬
3.1.在清理干净的炉壳内按设计间距划出锚固件焊接位置，划线可用样本 尺
经行，炉顶锚固件的间距不大于200~250mm，炉墙锚固件间不大于 . 250~300mm，锚固件离耐火纤维制品边缘至少50~75mm，最大不超过 100mm； 3.2.锚固钉应垂直焊牢与炉墙钢板上，焊后必须逐根进行锤击检查，当采
1.7.层铺耐火纤维毯/毡用于热面层时，应采用厚度不小于25mm，体积密 度根据耐温及热导率选用。常见选用198kg/m³或128kg/m³。
1.8.耐火纤维板用于热面层时，其厚度不小于38mm，且体积密度不小于 240kg/m³。当烟气温度低于1100℃时，其最大尺寸为600×600mm；当 烟气温度大于1100℃时，其最大尺寸为450×450mm。
2.耐火纤维炉衬施工要求
2.1.耐火纤维、锚固件及粘结剂等材料，应检查其质量合格证，确认材 料导热系数，体积密度等参数；
2.2.在炉壳上粘结耐火纤维毯/毡前，应清楚炉壳表面的浮锈和油污， 在耐火砖或耐火浇注料面上黏贴纤维毯/毡前，应清楚其表面灰尘 和油污，黏贴面应干燥、平整；
2.3.耐火纤维制品切割必须切开整齐，不得热议撕扯； 2.4.耐火纤维应防雨防潮；
4.2.取出导向纸筒，挤压模块，使中间的缝隙闭合。安装完成一排 后，准备并放置填塞毯，然后安装下一排。填塞毯折叠成型，放 置在已安装好的组块端部，用U-型插针将其固定。填塞毯的对接 如图7 所示。
4.3.若干排的组块安装完毕后，剪断绑带，取下绑带及胶合板。如图8 所示。用平整光滑的木板拍打模块使其平整，并填塞任何可以发 现的缝隙。如图 9、图 10、图11 所示。
气中，如用耐火涂料覆盖时，应涂抹严密，用耐火纤维覆盖时应黏 贴牢固。如（图11-5）
4.叠砌式耐火纤维炉衬
4.1.叠砌式内衬的耐火纤维条，应按设计尺寸切割整齐； 4.2.对每扎耐火纤维都应进行预压缩，其压缩率相同15%~20%； 4.3.穿串固定的支撑板及固定销钉，应焊接牢固，并逐个检查焊接质量，
快模块，塞入填塞毯，抽出钢板。
五. 耐火纤维炉衬实例
陶瓷纤维组块 施工程序如下
材料入场、施 工准备（包括施工器具、脚
1.锚固螺栓划线定位
锚固螺栓位置确认与划线：按照工程图纸中确定的起始点测量相应 的尺寸划线。由于焊点较多，作业面多，应按图纸要求，从不同的点核 对锚固件的位置，确保划线准确。划线后要用尺检查线间距是否符合要 求。
2.1.8.耐火纤维与砖砌体或其他耐火炉衬的链接应避免直通缝，层如 （图4.1.9-1） （图4.1.9-2） （图4.1.9-3） （图4.1.9-4）
2.2.叠砌式（折叠式）模块结构炉衬 2.2.1.叠砌式（折叠式）模块结构炉衬时将耐火纤维毯/毡按一定宽度
折叠成风琴状的模块，然后将纤维折叠快加以一定量的预压缩， 并应在压缩状态下捆包起来，同时预埋锚固件组成组件，再通 过各种形式与焊在炉壳钢板上的金属锚固件链接固定所形成的 炉衬。如（图4.2.1-1） （图4.2.1-2） （图4.2.1-3）
2.焊接锚固件
纵、横线的交叉点即为螺栓焊点，采用手工焊接。焊接后的螺栓如图3 所示。检查、验收焊接质量，在确认螺栓焊接牢固后准备涂刷耐酸涂
料。如图 3
3.铺设背衬毯
铺设背衬毯时，用快速卡片或铁丝来固定背衬毯，如图 4 所示
4.安装纤维组块
4.1.用相应的螺母拧在螺栓上，检测螺栓/螺母配合是否完好，确认无 问题后，旋下螺母，将导向钢丝插入螺栓尾部的孔中，将相应的 组块的锚固件圆心对准螺栓推入组块，此后放置螺帽，用特制的 六角扳手紧固螺母，取下导向钢丝，如图 5、图 6 所示。
1.3.任何一层耐火纤维制品的工作温度应至少高于其计算的热面温度 280℃。
1.4.耐火纤维炉衬不得直接用于高温气流冲刷严重的部位。 当烟气流速u＞12.2m/s时，不得用耐火纤维作为热面层； 当烟气流速12.2m/s ＜u ＜24.4m/s时，热面层应使用纤维板或纤 维模块； 当烟气流速u＞24.4m/s时，热面层应采用浇注料或其他外保护层。