軋鋼加熱(re)(re)爐(lu)節(jie)(jie)能降耗是(shi)工(gong)(gong)業(ye)發(fa)展中(zhong)的必(bi)然趨勢。其中(zhong)節(jie)(jie)能與(yu)(yu)窯(yao)(yao)襯(chen)耐(nai)(nai)火(huo)材(cai)料(liao)的技(ji)術(shu)進步、窯(yao)(yao)爐(lu)技(ji)術(shu)設計(ji)和施工(gong)(gong)密切(qie)相關。窯(yao)(yao)襯(chen)耐(nai)(nai)火(huo)材(cai)料(liao)在加熱(re)(re)爐(lu)中(zhong)的節(jie)(jie)能作(zuo)用是(shi)通過多(duo)種(zhong)窯(yao)(yao)襯(chen)耐(nai)(nai)火(huo)材(cai)料(liao)與(yu)(yu)隔熱(re)(re)保(bao)溫材(cai)料(liao)組合，采用耐(nai)(nai)火(huo)絕熱(re)(re)一(yi)體化輕質耐(nai)(nai)火(huo)材(cai)料(liao)作(zuo)為窯(yao)(yao)體結構材(cai)料(liao)，使窯(yao)(yao)體減少(shao)散熱(re)(re)損(sun)失(shi)和蓄(xu)熱(re)(re)損(sun)失(shi)達到節(jie)(jie)能目的。
典型的軋鋼加熱(re)爐(lu)爐(lu)襯厚度一般為400~500 mm，以爐墻內表面溫度(du)為1250℃和爐(lu)襯厚度為450 mm為(wei)例計算，爐(lu)襯(chen)結(jie)構分(fen)別為(wei)：爐(lu)襯(chen)結(jie)構Ⅰ為全(quan)重質耐火澆注料；爐襯結構Ⅱ為(wei)50 mm纖維板+400 mm澆注料(liao)的復合(he)爐襯；爐襯結構Ⅲ為100 mm 纖維板+115 mm輕質粘土保(bao)溫(wen)磚+235 mm 澆注料(liao)的復合爐襯(chen)；爐襯(chen)Ⅳ為105 mm 纖維板+230 mm JM23 絕熱保溫(wen)磚+115 mm輕(qing)質莫來石(shi)耐(nai)火磚。
爐襯材(cai)料的(de)計算熱導率按各自平均工作溫度下的(de)熱導率取值。爐墻外壁(bi)的(de)對流(liu)輻射綜合傳熱系數，取 15~20 W/(m2 ·K) [2]，爐(lu)墻(qiang)外壁空氣溫(wen)度(du)即車間溫(wen)度(du)取值 25 ℃，計算結(jie)果如(ru)表1所示(shi)。由表1可(ke)知采用(yong)復合爐襯(chen)Ⅳ的爐墻散(san)熱為(wei)采用(yong)全重質澆(jiao)注料爐襯(chen)結(jie)構Ⅰ的8%左(zuo)右(you)。與爐襯結(jie)構(gou)Ⅰ相(xiang)比，相(xiang)同厚度的爐(lu)墻，爐(lu)襯結(jie)構Ⅱ在400 mm 厚(hou)的低水(shui)泥(ni)澆注(zhu)料加(jia)貼50 mm 耐火纖維后，熱(re)流密度大幅度下降，僅(jin)為(wei) 450 mm 全澆(jiao)注料(liao)爐(lu)襯的 50%。國內許多加熱爐的節能改造方式為在(zai)原有爐襯(chen)加貼耐火纖維(wei)，即收到了較(jiao)好(hao)的節能效果。
表1為1250℃軋鋼加熱爐(lu)爐(lu)墻的一維溫度場。可以看(kan)出(chu)軋鋼加熱爐(lu)4 種爐(lu)襯的爐(lu)墻外(wai)表面(mian)溫度分(fen)別為357，123，79和(he)51℃。爐襯結(jie)構Ⅰ和爐襯結(jie)構Ⅱ的(de)外(wai)表(biao)面爐墻(qiang)溫度太高顯然不符(fu)合GB/T3486-93標準規(gui)定。目前軋鋼(gang)加熱爐(lu)的爐(lu)襯結構一般(ban)是復合爐(lu)襯Ⅲ即纖維(wei)、輕質(zhi)磚和重質(zhi)低水泥澆注料的(de)復(fu)合(he)(he)爐襯結構。考慮(lv)到初始投資、使用壽命和節能的(de)綜(zong)合(he)(he)效益，軋鋼(gang)加熱爐的(de)爐襯結構 105 mm纖(xian)維板+230mm JM23絕(jue)熱保溫磚+115 mm 輕質莫來石(shi)耐火磚(zhuan)將具(ju)有更好的節能(neng)效果。
以(yi)1250℃軋鋼加熱爐為實例，分別設計了4 種爐(lu)(lu)(lu)襯(chen)耐(nai)火(huo)材料結構。通過對不(bu)同(tong)爐(lu)(lu)(lu)襯(chen)耐(nai)火(huo)材料結構組合的綜合傳熱(re)(re)系數、熱(re)(re)流密度(du)和(he)爐(lu)(lu)(lu)墻溫度(du)場(chang)的傳熱(re)(re)學計算，給出了相應(ying)窯襯(chen)結構的熱(re)(re)導率(lv)改變對熱(re)(re)流密度(du)和(he)爐(lu)(lu)(lu)墻外表面溫度(du)的影響，說(shuo)明采(cai)用(yong)輕質(zhi)絕熱(re)(re)耐(nai)火(huo)材料和(he)耐(nai)火(huo)纖維(wei)的復合窯襯(chen)結構其(qi)爐(lu)(lu)(lu)墻熱(re)(re)流密度(du)大(da)大(da)降低。