Isolamento dei pattini raffreddati ad acqua del forno a trave mobile: riduzione delle perdite di calore dell'acqua di raffreddamento

Un forno di riscaldo a trave mobile spende una quota sorprendente del suo combustibile per riscaldare acqua, non acciaio. Le travi di scorrimento e le colonne di supporto raffreddate ad acqua che trasportano le bramme attraverso il forno sono un dissipatore di calore permanente: gli studi sul campo dei forni a trave mobile attribuiscono tipicamente circa il 15% dell'apporto termico del forno all'acqua di raffreddamento. Isolare questi componenti raffreddati ad acqua con coperte nano microporose contrasta direttamente questa perdita.

Il problema dei segni delle travi

Le travi raffreddate ad acqua fanno due cose a un forno di riscaldo. Primo, drenano calore — l'acqua di raffreddamento esce portando con sé energia che sarebbe dovuta andare nelle bramme. Secondo, raffreddano localmente la bramma dove questa poggia sulla trave, producendo i ben noti ‘segni delle travi’: bande più fredde che costringono il laminatoio a lavorare con temperature non uniformi e spesso spingono il forno a funzionare più caldo di quanto richiederebbe la media della bramma. Entrambi i problemi risalgono alla stessa causa: troppo calore che attraversa la trave verso l'acqua.

Come vengono isolate le travi

La soluzione standard è avvolgere i tubi raffreddati ad acqua con isolante prima di applicare il refrattario. Con il materiale nano microporoso, due strati di coperta da 5 mm vengono avvolti sui tubi raffreddati ad acqua, fissati con filo d'acciaio, e poi il materiale colabile viene applicato sopra di essi.

• Pulire la superficie del tubo raffreddato ad acqua.
• Avvolgere due strati di coperta microporosa da 5 mm attorno al tubo.
• Fissare la coperta con filo d'acciaio in modo che rimanga in posizione durante l'applicazione del colabile.
• Applicare il colabile sopra la coperta per formare il profilo finito della trave.

La coperta è flessibile e tagliabile, quindi segue da vicino il tubo e il profilo della trave, senza vuoti d'aria attraverso cui il calore possa cortocircuitare.

Cosa mostrano i numeri

Rispetto all'isolamento in fibra ceramica dei pattini, avvolgere i componenti raffreddati ad acqua in un pannello microporoso riduce il calore asportato dall'acqua di raffreddamento di circa 24%. Poiché l'acqua di raffreddamento è responsabile di una grande porzione della perdita di calore totale del forno, questo singolo cambiamento si traduce in una riduzione significativa del consumo di carburante per tonnellata di acciaio ricotto.

• Minore perdita di calore dall'acqua di raffreddamento — circa 24% in meno rispetto alla fibra ceramica.
• Consumo di carburante ridotto per tonnellata di bramma ricotta.
• Temperatura della bramma più uniforme e segni dei pattini meno pronunciati.
• Maggiore durata dei pattini e della struttura di supporto grazie a un carico termico inferiore.

Selezione del pannello per l'isolamento dei pattini

L'isolamento dei pattini si trova vicino alla superficie calda, quindi viene specificato in una qualità superiore e in forma di pannello. Il pannello aderisce strettamente e la sua bassa conduttività termica fa sì che due strati da 5 mm svolgano il lavoro di un rivestimento in fibra ceramica molto più spesso.

Proprietà	Valore
Forma	Pannello microporoso flessibile / foglio flessibile
Applicazione tipica	2 × 5 mm avvolgimenti su tubi raffreddati ad acqua
Densità	200-400 kg/m³
Conduttività termica, 600 °C	0,028 W/m·K
Conducibilità termica, 800 °C	0,034 W/m·K

Il nucleo microporoso non fibroso del pannello è tagliabile in cantiere, quindi pattini di diametri diversi possono essere isolati con lo stesso stock, tagliati a misura secondo necessità.

Prodotti consigliati per questa applicazione: foglio nano microporoso flessibile per l'avvolgimento del tubo e board standard per le pareti del forno.

Domande frequenti

Perché due strati invece di un unico avvolgimento più spesso?

Due strati da 5 mm si avvolgono più facilmente attorno a un tubo curvo e permettono all'installatore di sfalsare le giunzioni, chiudendo le fessure passanti che un singolo avvolgimento spesso può lasciare in corrispondenza della sovrapposizione.

Il pannello resiste alla colata di materiale refrattario?

Sì. Il fissaggio con filo metallico mantiene il pannello in posizione durante l'applicazione del refrattario, e il refrattario lo protegge poi dall'atmosfera del forno. Il pannello deve solo mantenere la sua forma abbastanza a lungo da essere incapsulato.

In quanto tempo si ripaga la modifica?

Poiché la perdita di calore dell'acqua di raffreddamento rappresenta un carico elevato e costante, ridurla di circa un quarto ripaga tipicamente il costo dell'isolamento nell'arco di una singola campagna. Il beneficio secondario — una temperatura della bramma più uniforme e meno problemi di segni di trascinamento lato laminatoio — spesso supera da solo il risparmio energetico.

Il materassino necessita di una barriera al vapore?

Il materassino è incapsulato all'interno del materiale refrattario colabile, quindi è protetto dall'atmosfera del forno. Dove è richiesta una qualità idrofoba per lo stoccaggio in ambienti umidi o per un sistema colabile a umido, è disponibile su richiesta un'opzione idrorepellente.

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