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燃燒器澆注料損毀原因與改進(jìn)措施

2007-04-03 00:00

1.1  耐熱鋼扒釘材質(zhì)與焊接質(zhì)量問(wèn)題     

1)燃燒器的工作環(huán)境溫度高,襯體表面溫度可以達(dá)到1 500以上,耐熱鋼扒釘如果耐高溫性不好,會(huì)很快氧化,并造成其強(qiáng)度降低,導(dǎo)致澆灃料脫落。扒釘膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力也會(huì)破壞澆注料的結(jié)構(gòu)一另外,扒釘表面無(wú)防氧化和防膨脹處理,加劇了上述不利影響。幾種耐熱鋼的熔點(diǎn)和臨界氧化溫度見(jiàn)表l。

 
2)施工前未對(duì)燃燒器表面清理和除銹,影響扒釘?shù)暮附淤|(zhì)量,在使用過(guò)程中扒釘開(kāi)焊導(dǎo)致耐火澆注料脫落;焊接不認(rèn)真,或扒釘與燃燒器鋼結(jié)構(gòu)表面接觸面積太小也會(huì)使扒釘焊接不牢。     

3)扒釘?shù)闹睆?、尺寸以及排列方式不合理時(shí),也影響澆注料的施工質(zhì)量和使用效果。1.2耐火澆注料施工的影響     

1)施工時(shí)澆注空間小,施工人員往往存拌料時(shí)加入較多的水,以使?jié)沧⒘暇哂休^好的流動(dòng)性,但增加了耐火材料襯體中的氣孔串,降低襯體的密實(shí)性,從而降低其強(qiáng)度(如果耐火澆注料為化學(xué)結(jié)合,加入過(guò)多的液體結(jié)合劑,會(huì)產(chǎn)生同樣不利的影響):反之,襯體振搗不密實(shí),亦會(huì)縮短澆注料的使用壽命。     

2)襯體厚度薄,澆注空間小,模具與燃燒器之間密布了許多扒釘,澆注振搗時(shí),振動(dòng)棒的操作極困難,操作不熟練或不認(rèn)真,澆注料也會(huì)振搗不實(shí)。     

3)澆注后,如果未經(jīng)充分養(yǎng)護(hù),由于襯體早期強(qiáng)度低、結(jié)構(gòu)疏松,往往來(lái)不及燒結(jié)就已經(jīng)損壞;襯體驟然升溫,有時(shí)還會(huì)炸裂。     

4)冬季施工時(shí),環(huán)境溫度低使結(jié)合劑(水合性)水化不完全或不水化,或者澆注體受凍,都會(huì)嚴(yán)重降低澆注料的強(qiáng)度或破壞其結(jié)構(gòu),從而影響使用效果。 

1.3化學(xué)侵蝕     

來(lái)自原燃料中的鉀、鈉、硫、氯等有害成分在高溫下形成含堿的硫酸鹽和氯化物,滲入到澆注料中卜了之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成鉀霞石(KAS2)、白榴石(KAS。)和正長(zhǎng)石等礦物,產(chǎn)生膨脹,導(dǎo)致澆注料開(kāi)裂和剝落。熟料中的含鈣化合物滲入到澆注料中生成低熔點(diǎn)的鈣長(zhǎng)石(C。AS:)或鈣鋁黃長(zhǎng)石(C:AS),導(dǎo)致其高溫強(qiáng)度和抗侵蝕性下降[3] 

1.4磨損     

使用多風(fēng)道燃燒器的新型干法窯,由于二次風(fēng)量多,人窯風(fēng)速大,加之篦冷機(jī)與窯中心線偏置,人窯的二次風(fēng)還伴有渦流運(yùn)動(dòng),因此對(duì)燃燒器澆注料磨損十分嚴(yán)重。經(jīng)過(guò)觀察,燃燒器頭部下端澆注料最先損壞,說(shuō)明攜帶0 
2ram砂塵的二次風(fēng)進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯后將直接沖刷燃燒器澆注料頭部下端。另外,燃燒器設(shè)計(jì)不合理或有損傷,也會(huì)在其端部產(chǎn)生渦流,導(dǎo)致頭部澆注料損壞。

1.5  熱震   
 
窯系統(tǒng)在連續(xù)穩(wěn)定的工作狀態(tài)下,燃燒器澆注料內(nèi)部產(chǎn)生的熱應(yīng)力破壞作用很小。但是,緊急停窯時(shí)導(dǎo)致的急冷會(huì)產(chǎn)生劇烈的熱震作用,使?jié)沧⒘蠂?yán)重?fù)p傷。此時(shí),澆注料的損壞嚴(yán)重且迅速,經(jīng)常會(huì)有10mm左右的剝落,而燃燒器頭部下端的澆注料會(huì)出現(xiàn)更大的毀壞,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)冻鋈紵麂擉w。   
圖1為某2 500t/d生產(chǎn)線窯用NC一Ⅱ三風(fēng)道燃燒器使用過(guò)程中受熱震作用后損傷情況??梢郧逦赜^察到頭部下端有10mm左右的剝落層。該剝落層很明顯是受化學(xué)侵蝕后的變質(zhì)層,在冷熱交替作用F,受熱應(yīng)力沖擊出現(xiàn)斷裂,導(dǎo)致脫落。  
 
1.6其他(堆料、掛胡須、材料自身)   
 
燃燒器上部堆積的高溫熟料,會(huì)對(duì)澆注料產(chǎn)牛侵蝕。高溫熟料、堿性化合物與澆注料反應(yīng)產(chǎn)生低熔物,將會(huì)在燃燒器頭部形成“掛胡須”現(xiàn)象,影響煤粉燃燒和火焰形狀,生產(chǎn)單位往往用鋼釬去處理,此時(shí)會(huì)對(duì)澆注料造成不同程度的傷害。另外,如果澆注料自身材質(zhì)不佳、配比不科學(xué)或生產(chǎn)時(shí)混入雜質(zhì),都會(huì)導(dǎo)致快速損毀。   
上述損毀中,澆注料自身材質(zhì)或技術(shù)不佳及熱震損傷是燃燒器澆注料毀壞的主要原因。
 
2解決措施
 
2.1研制燃燒器用新型澆注料   
提高原料檔次,保證澆注料的耐高溫性和較高的體積密度(一般要求達(dá)到3.1  3.2g/(cm3),使其具備良好的耐磨性。根據(jù)這種原則,我們研制、開(kāi)發(fā)了超低水泥結(jié)合的Al203一SiC質(zhì)耐火澆注料,材料臨界粒度為5
8mm,碳化硅粒度為0
l[Illql,加入量為10%
1
5%,其原料指標(biāo)見(jiàn)表2,澆注料技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表3。
 
2.2采用優(yōu)質(zhì)合格的耐熱鋼制作扒釘   
一般采用1Crl8Ni9]ri耐熱鋼,扒釘‘尺寸、形狀要設(shè)計(jì)合理,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),其直徑為6
8mm,形狀為“V”形,“V”形底部要加工出20mm左右的焊接而,高度為澆注料襯體厚度的80%左右,扒釘必須做防氧化和防膨脹處理,可以套塑料管、纏膠布。但較好的方法是在扒釘表面涂上一層2
3mm的瀝青。耐熱鋼沿軸向的膨脹明顯大于其徑向,兇此不管采用什么方法,必須將扒釘頭部包住,包裹物厚度應(yīng)超過(guò)其他部位。扒釘焊接必須牢固可靠,“十”字排列.間距根據(jù)燃燒器大小設(shè)計(jì),一般為50mm左右。

 
2.3做好施工前準(zhǔn)備工作。確保施工連續(xù)進(jìn)行     

必須采用鐵制、安裝方便、尺寸準(zhǔn)確的模具。澆注料要先用攪拌機(jī)(事先要清理干凈)干混2 
3min,保證物料均勻,然后加水(或液體結(jié)合劑)攪拌2 
3min.要按照澆注料使用要求嚴(yán)格控制加水量,并要根據(jù)環(huán)境溫度合理凋整,以保證有良好的施工性并凡小會(huì)影響其使用性能。拌好的澆注料要在其初凝之前HJ完,否則必須廢棄,澆注時(shí)要依次進(jìn)行,全面細(xì)致,不能漏振,以澆注料達(dá)到密實(shí)、返漿為止。施工結(jié)束后必須要有充足的養(yǎng)護(hù)時(shí)間,待其完全硬化后方可脫模使用。 

2.4注意升降溫速度     
投人使用后,在條件允許的情況下,應(yīng)緩慢升溫或降溫,注意維護(hù)。 

3  應(yīng)用     
此澆注料經(jīng)多家水泥廠應(yīng)用,取得了滿意的效果。日前,在500 
l 000t/d窯上已經(jīng)使用12個(gè)月,在陜西堯柏水泥有限公司2 500t/cl干法窯NC一Ⅱ三風(fēng)道燃燒器上,已經(jīng)連續(xù)使用6個(gè)月以上,并且在檢修時(shí)只需更換頭部500mm左右澆注料即可,完全可以滿足沒(méi)備的連續(xù)、高效運(yùn)轉(zhuǎn),創(chuàng)造了可觀效益,同時(shí)也節(jié)約了部分材料費(fèi)用。 

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