Экономия энергоресурсов в металлургии за счет применения современных теплоизоляционных матеиралов

Особые требования в  металлургии в настоящее время предъявляются к вопросам снижения себестоимости выпускаемой  продукции, что влияет на ее конкурентоспособность, как на внутреннем так и на внешних рынках.

Производство в металлургии характеризуется высоким расходом энергии, поэтому снижение потребления энергоносителей является ключевой проблемой при рассмотрении задачи снижения стоимости на единицу продукции.

В качестве теплоизоляции сталеразливочных ковшей (между металлоконструкцией ковша и футеровкой) в настоящее время традиционно применяется асбокартон марок КАОН-1 и КАОН 2. Эти материалы имеют целый ряд недостатков:

• высокий коэффициент теплопроводности
• низкую механическую прочность
• относительно низкую температуру применения 450⁰С, в то время, как температура между металлоконструкцией ковша и футеровкой достигает 600 и более.

Появление на рынке современных высокоэффективных теплоизоляционных  материалов позволяет достичь  высоких результатов в решении вопросов энергосбережения в металлургической промышленности.

Одним из наиболее перспективных материалов является высокотемпературный теплоизоляционный материал  Isoplan 1100  (производитель фирма «Frenzelit» Германия.)

Материал на протяжении 10 лет используется на металлургических предприятиях во многих странах мира. 

В качестве примера можно назвать несколько компаний “ThyssenKrupp (Германия, США,Мексика) “Kobelco” Япония, “J&L Arcerlor Group”, “Outokumpu” (Финляндия), “Mittal Steel Company N.V (Индия), JISCO Jiayuguan (Китай), Tupy Fovndary (Бразилия), Acerinox (Испания) и многие другие.

isoplan- 1100- это высокотемпературный материал, состоящий из биологически-расщепляемых, минеральных и керамических волокон, наполнителей и связующего. Материал обладает высокой теплостойкостью, низкой теплопроводностью, высокой механической прочностью, низкой усадкой, поэтому является очень хорошим теплоизоляционным материалом.

На рисунке 1 приведено сравнение коэффициентов теплопроводности материалов КАОН-1 и  Isoplan 1100

Благодаря низкой теплопроводности изоляционные свойства Isoplan -1100 лучше, чем у асбокартона во всем диапазоне температур.

Материал Isoplan-1100  в сравнении с  КАОН-1 имеет целый ряд преимуществ.

Таблица 1. Сравнение  физических характеристик 

Применения  материала Isoplan 1100 при футеровке промышленных печей, котлов, стальковшей,  передвижных миксеров  вместо асбокартона КАОН-1, КАОН-2 позволяет:

• уменьшать затраты на электроэнергию
• уменьшить износ огнеупоров
• снизить расход природного газа на сушку и нагрев футеровки стальковшей
• увеличить количество  разливов.
• увеличить межремонтный цикл агрегатов
• снизить температуру брони стальковша приблизительно на 70 - 130 ⁰С
• снизить скорость остывания в нем жидкого металла
• уйти от локального покраснения броней не связанных с проходом металла в прогары

На одном из заводов  проводилась опытная эксплуатация* двух ковшей,  в одном из которых в качестве теплоизоляционного слоя  использовался материал isoplan1100, а в другом традиционный  асбокартон КАОН-1.

В обоих случаях толщина теплоизоляционного слоя составляла 10 мм. 

Во время опытной эксплуатации, 130 т сталеразливочных ковшей были получены следующие результаты:

Из таблицы 2 видно,что при использовании теплоизоляции ISOPLAN 1100 во всех точках зафиксировано снижение теплопотерь по сравнению с традиционно применяемым асбокартоном.

Результаты термометрирования показывают снижение температуры поверхности ковша на 70-130⁰С при применении материала  isoplan1100.

На рисунке 2 показаны результаты термометрирования стальковшей во время разливки плавки при использовании в качестве теплоизоляции КАОН 1  

Рис. 2. Футеровка КАОН 1

На рисунке 3 показаны результаты термометрирования стальковшей во время разливки плавки при использовании в качестве теплоизоляции Isoplan -1100.   

Рис. 3. Футеровка isoplan 1100

Анализ результатов термометрирования показывает, что при применении в качестве теплоизоляции  асбокартона  КАОН-1  температура ковша местами превышает 420-450 град, что говорит о разрушении теплоизолирующего слоя. Применение Isoplan -1100  позволяет уйти от локального покраснения броней.

Для оценки физического состояния после эксплуатации был произведен слом арматурной футеровки и вынуты несколько кусков теплоизоляции Isoplan 1100.

На рисунке 4 представлено состояние новой и бывшей в эксплуатации теплоизоляции

Обследование снятой теплоизоляции показало, что  состояние теплоизоляции Isoplan 1100 после эксплуатации хорошее, на сжатие материал оставался плотным Во время эксплуатации стальковша на всех трех компаниях аварийного образования трещин в рабочей футеровке не наблюдалось. В связи с хорошим состоянием арматурного слоя футеровки стальковш был определен еще на одну компанию.

 В это же время стальковши, в которых в качестве теплоизоляции  использовался асбокартон, были отправлены в ремонт.

Многолетний опыт применения показывает, что количество разливок увеличивается до 30 %, в зависимости от емкости ковша, условий эксплуатации. Причем зависимость следующая: на ковшах  до 100 т эффективность применения материала выше.

*Фотоматериалы предоставлены компанией Frenzelit Werke GmbH

Находит свое применение в промышленности теплоизоляционный и материал Isoplan 750. 

Перспективно применение материала Isoplan 750 в  конвертерах. На рисунке 5 схематично приведены результаты  применения материала Isoplan 750 в сравнении с традиционно применяемым асбокартоном:

 По результатам замеров видно, что при применении Isoplan 750 вместо асбокартона при одной и той же  толщине, разница температуры на поверхности корпуса конвертера достигает 168 ⁰С.

Все эти примеры использования доказывают высокую эффективность современных теплоизоляционных материалов марки Isoplan, а также указывают на перспективность их применения на рынке Украины. 

 Если Вас заинтересовала информация о современном теплоизоляционном материале  Isoplan, мы готовы предоставить дополнительную информацию,  провести презентацию материала на Вашем предприятии.         

В случае Вашей заинтересованности, просим Вас   заполнить опросный лист, на основании которого, мы произведем расчет,   который  позволит  предварительно оценить  техническое преимущество и экономическую эффективность применения материала в условиях Вашего производства, а также дать возможные рекомендации по  применению материала с учетом его технической характеристики.