石灰豎窯耐火磚損壞因素及延長(zhǎng)壽命的5個(gè)措施

某廠石灰豎窯預(yù)熱帶、煅燒帶結(jié)瘤嚴(yán)重,瘤子大厚度可達(dá)800mm,內(nèi)襯損壞比較嚴(yán)重,特別是預(yù)熱帶距窯頂約1.5m部位四周工作層損壞一大半,有2m長(zhǎng)距離,東側(cè)損壞較西側(cè)輕,預(yù)熱帶耐火磚損壞主要是由熱應(yīng)力和化學(xué)侵蝕共同造成的。在煅燒帶下部和冷卻帶襯磚損壞較輕。

石灰豎窯內(nèi)襯損壞機(jī)理分析

(1) 煅燒帶上移造成預(yù)熱帶承受高溫反應(yīng)。

其原因:一是風(fēng)氣配分失調(diào);二是引風(fēng)過(guò)大;三是出灰量少或出灰時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)。

(2) 

石灰石堿性氧化物易與硅酸硅質(zhì)耐火磚在高溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

其中CaO與Al2O3在熔融溫度為1545℃的條件下,生成3CaO·Al2O3。由于原料帶入雜質(zhì)中有Fe2O3,在熔點(diǎn)為1415℃時(shí)生成4CaO·Fe2O3·Al2O3,在窯的高溫區(qū),當(dāng)局部產(chǎn)生超過(guò)1400℃高溫時(shí),此部位的襯磚就會(huì)產(chǎn)生低熔物熔化而熔融損壞。而在正常的煅燒溫度范圍內(nèi),石料帶入的雜質(zhì)(泥沙中含有SiO2、Na2O、K2O)和石灰石在一起與硅酸鋁質(zhì)耐火磚反應(yīng)生成3CaO·Al2O3為基質(zhì)的四元、五元礦物,其熔點(diǎn)更低。同時(shí)在高溫條件下,在窯壁處已分解的CaO沿著襯磚工作面的氣孔侵入與磚內(nèi)的巖相發(fā)生化學(xué)反應(yīng),也會(huì)生成上述有關(guān)低熔點(diǎn)鹽類,使磚的工作面被侵蝕軟化,這種侵蝕會(huì)不斷向磚內(nèi)部滲透擴(kuò)散,同時(shí)襯磚受熱應(yīng)力作用以及在高溫下磚內(nèi)部的重結(jié)晶體積膨脹,使磚的工作面產(chǎn)生龜裂導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疏松,為以后的壞損埋下隱患。

(3) 

窯壁效應(yīng)的影響。

豎窯生產(chǎn)不可避免的存在“窯壁效應(yīng)”,有時(shí)由于窯透氣性不好,通風(fēng)阻力增大,可形成較大的“窯壁效應(yīng)”,使窯周易出現(xiàn)超過(guò)1400℃高溫,如前面所述預(yù)熱帶東側(cè)比西側(cè)損毀輕的原因,就是布料偏析產(chǎn)生窯壁效應(yīng)后,東側(cè)透氣性差,而西側(cè)透氣好,造成高溫偏析所至(針對(duì)這一現(xiàn)象在后邊如何改進(jìn)有所論述),當(dāng)煅燒帶上移之后,在燃燒區(qū)窯周形成1400~1500℃的高溫,使用的粘土磚或高鋁磚會(huì)很快損壞。

(4) 

窯壁結(jié)瘤的影響。

窯壁掛上比較薄的一層瘤子(結(jié)圈),對(duì)窯內(nèi)襯可以起到一定的保護(hù)作用,避免耐火磚裸漏在火焰之中,如果瘤子較厚就影響窯內(nèi)的風(fēng)量分布及下料順暢,就起到了反作用。我廠使用的石灰石,雜質(zhì)含量時(shí)常超標(biāo),尤其雨季,泥沙附著在石灰石上一起入窯煅燒,從觀察孔很容易看到結(jié)瘤現(xiàn)象。雜質(zhì)與CaO在高溫下反應(yīng)生成4CaO·Fe2O3·Al2O3、CaO·Al2O3及熔渣粘結(jié)在窯壁上,形成窯壁掛瘤。在高溫下瘤塊越結(jié)越大、越結(jié)越牢,還可能增加磚體內(nèi)的液相量,降低磚的強(qiáng)度。受物料沖擊拉動(dòng),一旦瘤塊剝落將會(huì)把耐火磚拉松或隨瘤塊一起脫落。在一套窯襯磚使用的后期時(shí)常有襯磚粘帶掉落現(xiàn)象,可見(jiàn)窯襯的使用后期,結(jié)瘤是影響爐齡的重要因素。

(5) 

停窯的影響。

該廠6×155m3白灰豎窯使用高爐煤氣做燃料,高爐順行,才有可能得到穩(wěn)定的煤氣供給。由于近幾年公司技改項(xiàng)目較多,用煤氣的地方多,管網(wǎng)煤氣不夠平衡,致使豎窯經(jīng)常性的勒令停窯,隨后又重新升溫,這就意味著耐火磚又要經(jīng)歷一次冷熱交變的過(guò)程。耐火磚經(jīng)歷急冷急熱,內(nèi)部容易開(kāi)裂,一層一層剝落,在停窯恢復(fù)生產(chǎn)后,在成品鏈板上發(fā)現(xiàn)有的瘤子上面還有0.5cm左右厚的耐火材料,這是由于經(jīng)常臨時(shí)停窯后溫度應(yīng)力造成的。

(6) 

窯襯磚砌筑質(zhì)量的影響。

砌筑質(zhì)量的好壞直接影響窯的運(yùn)轉(zhuǎn)周期。如果砌筑的不好而產(chǎn)生掉磚現(xiàn)象。窯及局部會(huì)出現(xiàn)高溫,嚴(yán)重時(shí)窯皮會(huì)見(jiàn)紅,磚環(huán)之間要留有一定的溫度變化縫隙,是為耐火磚受熱膨脹而留下的空間。如果磚縫太小,耐火磚受熱膨脹而造成相互擠壓而破碎,也會(huì)影響使用壽命;如果耐火泥的水分比較大或磚縫耐火泥不飽滿且較厚,在點(diǎn)火烘窯過(guò)程中由于水分的劇烈蒸發(fā),就會(huì)產(chǎn)生大的收縮縫或裂紋,為襯磚的掉落埋下隱患。

延長(zhǎng)豎窯耐火磚內(nèi)襯使用壽命的5條措施

豎窯爐齡的長(zhǎng)短主要取決于耐火磚的使用周期,所以分析和研究石灰豎窯耐火襯磚損毀機(jī)理,找出損毀原因,并采取相應(yīng)的預(yù)防措施,可以大大延長(zhǎng)石灰豎窯的窯齡,降低生產(chǎn)成本。

延長(zhǎng)豎窯內(nèi)襯耐火磚磚使用壽命的措施

(1) 

保證砌筑質(zhì)量,特別是磚縫要符合設(shè)計(jì)要求,泥漿要飽滿,耐火泥在攪拌過(guò)程中水灰比要達(dá)到要求。不但要調(diào)整好布料,還要減少上料過(guò)程中物料間的落差,避免產(chǎn)生大量粉末影響窯的透氣率。選擇適合窯爐各部位工作條件的窯襯材質(zhì),要求一是料純,二是荷重軟化高,三是氣孔率小,四是抗熱震性好。

(2) 

制定合理的煅燒制度,穩(wěn)定工藝操作,減少窯壁效應(yīng)。我廠把煅燒溫度控制在1150℃左右,主燒工還要根據(jù)各帶溫度的變化情況及時(shí)調(diào)節(jié)溫度,使各帶相對(duì)穩(wěn)定,不允許煅燒帶上下大幅度移動(dòng),即使停窯時(shí)也要根據(jù)情況每隔1~2h活一次窯。

(3) 

爐況的判斷,在煅燒過(guò)程中,料面下降均衡,相同出灰時(shí)間料面下降深度大體一樣,各帶溫度穩(wěn)定,這是爐況正常標(biāo)志。如果某帶某點(diǎn)溫度突然大波動(dòng),或出窯時(shí)料面不下降,灰溫過(guò)高,或風(fēng)壓突然升高,送風(fēng)不進(jìn),或爐頂有明火現(xiàn)象,都表明爐況異常,需及時(shí)處理。

(4) 嚴(yán)把原料石灰石入廠、入窯關(guān)口,盡量減少小粒度石灰石和粉末的入窯對(duì)窯況的影響。

(5)精心準(zhǔn)備,利用大修期間把1#、2#、3#窯頂布料設(shè)備———料盅角度進(jìn)行合理調(diào)整,解決好布料偏析問(wèn)題及布料器擋板的位置來(lái)避免石灰石料沖擊窯襯磨損問(wèn)題,把由于設(shè)備故障而臨時(shí)停窯的,幾率降到低,不斷提高作業(yè)率。

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