水泥回轉窯耐火內襯損壞原因分析及應對措施
??回轉窯耐火內襯的損壞常常影響到生產(chǎn)的連續(xù)性,是常見的設備事故之一,造成亊故的原因包括設計結構、耐材質量、砌筑質量及運行維護等多個方面。對各種內襯損壞事故的綜合分析,有利于找出一些共性的原因,亊先采取預控措施,最大程度避免亊故的發(fā)生。
??回轉窯耐火內襯的作用
??防止高溫火焰或氣流對窯體的直接損傷,保護窯筒體;防止有害物質(CO、SO2)對窯體的侵蝕;防止物料、氣流對窯體的侵蝕;降低窯體溫度,防止窯體被氧化侵蝕;具有蓄熱保溫的作用;能夠改善掛窯皮性能。
??耐火內襯損壞的形式
??1.常見損壞形式
??回轉窯耐火內襯因長期承受轉動狀態(tài)下的機械應力、物料摩擦、熱應力、氣流及化學侵蝕的綜合效應,常導致下列問題的發(fā)生:一是揚料塊長期經(jīng)受機械轉動重力離心率效應、高溫效應及石料的沖擊摩擦導致預制塊扭曲,耐材脫落、厚度減薄,使揚料塊間填充的耐火磚變形、脫落;二是高溫煅燒結層的熔損;三是窯體內溫差大的氣流使粉塵經(jīng)高溫燒結成塊狀粘接于耐材表面,在窯體轉動時重力的分離使耐材部分剝離,磚襯減薄,窯體溫度增高,鋼結構不同程度地發(fā)生變化,降低窯體的使用壽命。
??2.各種損壞發(fā)生的概率
??德國耐火技術公司對使用后的耐材進行了大量的實驗研究,并統(tǒng)計了主要損壞原因出現(xiàn)的概率:機械應力占37%,由于筒體變形和磚的熱膨脹作用引起;化學侵蝕占36%,由于熟料硅酸鹽及堿鹽的侵蝕作用引起;熱應力占27%,由于過熱和熱震作用引起。
??隨著窯型、操作的不同及窯襯在窯內位置的不一,以上3種因素所起的作用也不相同,主要取決于火焰、窯料和窯筒體在運轉中的變形狀態(tài),從而使襯里承受各種不同的應力。
??耐火損壞的原因分析及應對措施
??1.機械應力損壞
??①熱膨脹擠壞耐火磚
??在窯溫升到一定程度,熱膨脹在窯軸向會產(chǎn)生壓力,造成相鄰耐火磚之間相互擠壓,當壓力大于耐火磚的強度時,就會導致耐火磚面剝落。應采取以下措施:干砌耐火磚,設置合理側紙板,濕砌耐火磚留設2mm火泥縫;留設合適的擋磚圈。
??②鐵板應力損壞
??在耐火磚的熱端,貼面鐵板與鎂磚內的氧化鎂在高溫下發(fā)生化學反應,生成鎂鐵化合物,使體積增大,擠壓耐火磚,造成水平狀斷裂。針對這種情況,應改掉耐火磚貼面鐵的做法或用火泥代替。
??③耐火磚大面積扭斜錯位
??由于砌筑過松,頻繁開停窯,導致窯筒體變形,使窯筒體與襯磚冷面相對運動,造成襯磚扭斜錯位和磚面炸裂,掉角。應采取以下措施:砌筑時,耐火磚大面用木錘敲實,鎖磚應鎖緊,二次加楔鐵;保持穩(wěn)定的熱工制度;窯筒體變形部分用高溫膠泥平整。
??④橢圓度應力擠壓
??因回轉窯輪帶墊鐵間隙增大而使筒體產(chǎn)生較大的橢圓度,造成耐火磚擠壓。應定期檢測筒體橢圓度,如橢圓值超出窯直徑的1/10時,應更換墊板或增加墊鐵調整輪帶間隙。
??⑤鎖口鐵應力擠壓
??鎖磚時,鎖口鐵過多過緊,會導致形成鎖口處磚溝。應采取以下措施:在同一鎖口處,鎖口鐵的數(shù)量不超過3塊;鎖口鐵間距盡量分散;鎖磚時里外口松緊應一致;鎖口鐵應盡量遠離薄鎖磚。
??⑥擋磚圈擠壓耐火磚
??擋磚圈處的擋磚(異型磚)因受擠壓斷裂和出現(xiàn)裂縫,針對這種情況應改單道擋磚圈為雙道擋磚圈,在擋磚圈上砌整磚避免加工異型磚。
??2.熱損壞
??①過熱現(xiàn)象
??窯內溫度局部過熱導致耐火磚熔化形成凹坑現(xiàn)象。為了避免這種情況,應正確調節(jié)燃燒器和在不同部位選擇合理的耐火材料。
??②熱震現(xiàn)象
??由于溫度突然變化產(chǎn)生熱應力造成磚面剝落開裂,主要是由于頻繁開停極冷極熱造成的。應穩(wěn)定生產(chǎn)操作,制定合理的升溫冷窯制度。
??3.化學侵蝕損壞
??①堿侵蝕
??氣相堿鹽化合物滲入磚體空隙內冷凝和固化,在磚體形成堿鹽的水平滲透層,在生產(chǎn)中應減少入窯堿鹽含量。
??②水化現(xiàn)象
??MgO與水反應生成Mg(OH)2,體積增加從而破壞耐火磚的整體結構。由于含MgO和CaO的耐火磚會有水化反應,因此在耐火磚的儲存、運輸和砌筑時應確保避免受潮,防水、防雨。
??從以上耐火磚的損壞機理可以看出:耐火材料施工的規(guī)范性能夠有效延長耐火材料的使用壽命,而專業(yè)、敬業(yè)的砌筑人員是保證耐材施工質量的重要因素。
??耐火材料砌筑的質量要求
??1.砌筑前控制
??耐火材料在搬運過程中應謹慎從事,將耐火磚的破損率控制在3%以內。
??應做好放線工作,窯縱向基準線沿圓周以“十”字型、對稱性放4條,每條線與窯軸線平行;環(huán)向基準線每2m放一條,每條線均應平行且垂直于窯軸線。
??確保窯體鋼板潔凈,鏟除腐蝕的鐵皮,嚴禁耐火磚的邊損、角損超過控制范圍的耐火磚投入使用。
??2.砌筑過程控制
??在施工過程中確保耐火材料不受潮,加工磚采用切磚機進行加工。經(jīng)切割后磚的長度必須超過原磚長度的50%以上,厚度必須達到原厚度的70%以上。
??采用環(huán)砌法進行砌筑,磚緊貼窯體,必須保證磚的4只角均與窯體接觸。
??砌筑中應避免下列通?。捍笮☆^倒置、抽簽、混漿、錯位、傾斜、灰縫不均、爬坡、離中、重縫、通縫、張口、脫空、毛縫、蛇形彎、砌體鼓包、缺棱掉角。
??耐火磚砌筑時要使用木錘或橡皮錘,嚴禁使用鐵錘。
??調制耐火泥漿采用清潔水,準確稱量,調和均勻,隨調隨用,已調制好的泥漿不得任意再加水使用,已初凝的泥漿不得再繼續(xù)使用,調制不同質泥漿要對工器具及時清洗干凈。
??3.磚圈鎖縫控制
??只能用原狀磚來鎖磚,不得用加工磚。
??如果用幾塊磚來鎖縫時,鎖縫磚不得相互連用,要用標準型的與之相間;每環(huán)耐火磚的每種類型的鎖縫磚不超過兩塊。
??在鎖縫帶內要保證磚的水平縫與窯軸相平行。
??鎖縫金屬板的厚度不大于2mm。
??每條縫內只能使用一塊鎖縫鋼板,如需幾塊鋼板時,應將其均布在整個鎖磚區(qū)內,每環(huán)鎖縫鋼板的塊數(shù)不超過4塊。
??耐火材料的選用原則
??耐火材料在選型時,應保證下列要求得到滿足。
??一是耐高溫性。能長期在高溫環(huán)境下運行。
??二是高強度和良好的耐磨性?;剞D窯內的耐火材料必須具有一定的機械強度,以承受高溫時膨脹應力及回轉窯殼體變形所造成的應力。同時因爐料及煙氣對耐火材料的磨損,因而耐火材料需具有較好的耐磨性。
??三是具有良好的化學穩(wěn)定性。以抵抗煙氣中的化學物質的侵蝕。
??四是良好的熱穩(wěn)定性。能夠承受焚燒狀態(tài)下的交變應力。在停爐、起爐及旋轉運轉狀況不穩(wěn)定的情況下,窯內的溫度變化比較大,不能有龜裂或是剝落的情況。
??五是受熱膨脹穩(wěn)定性。耐火材料可能比回轉窯殼體膨脹大,容易脫落。
??六是氣孔率要低。如果氣孔率高,煙氣會通過滲透進入耐火材料中,侵蝕耐火材料。
??綜上所述,回轉窯內耐火磚的配置方案、耐火磚的質量、耐火磚的存放、耐火磚砌筑、回轉窯烘窯、生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)處理不當均能影響回轉窯的使用壽命,通過采用一系列措施對耐火磚進行維護,有助于使用最經(jīng)濟的窯襯達到最佳的使用效果。
編輯:俞垚伊
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