链箅机-回转窑用耐材发表评论(0)编辑词条

    近10年来，利用链箅机-回转窑技术生产球团在我国得到了快速发展，改变了以竖炉球团矿为主的格局。首钢年产100万吨球团的链箅机-回转窑装置2001年投产，鞍钢弓矿240万吨生产线2003年投产，随后首钢200万吨、武钢程潮铁矿120万吨、柳钢120万吨、太钢球团、攀钢球团、昆钢球团、杭钢300万吨球团、沙钢240万吨球团等项目相继建成，链箅机-回转窑球团矿的总生产能力超过6000万吨/年，为高炉的高产、低耗创造了有利的原料条件。
    生产实践表明，采用高碱度烧结矿与酸性球团矿搭配入炉，是改善高炉操作指标的一项行之有效的措施。因此，增加球团生产是一个趋势，而大型链箅机-回转窑装置生产球团成本低、生产效率高、产量大，是冶金设备优化一个方向。但设备大型化后，炉衬的使用寿命是一个限制设备运行的因素。只有延长设备炉衬的使用寿命，才能保证生产的正常进行。

    耐材选择要考虑不同的使用条件

    链箅机-回转窑设备中的炉衬材料既要承受高温的条件，也要经受球团的磨损、回转窑的转动等因素的影响。某厂链箅机-回转窑系统不同部位的温度范围如下：鼓风干燥段70℃～80℃，抽风干燥段270℃～285℃，预热一段500℃～560℃，预热二段990℃～1050℃。回转窑部分窑头温度1150℃～1180℃，窑尾温度1050℃～1080℃。而环冷机系统承接球团的冷却和运输过程，其最高温度也就是球团的出窑温度。在这样的温度条件下，多数厂家采用高铝质、莫来石耐火材料。
    链箅机、回转窑、环冷机均为热工设备，但其结构形式、工作条件不同，耐火材料损毁机理也不同。在实际生产中，由于耐火材料损坏造成的停机约占50%以上，因此耐火材料的好坏决定了链箅机-回转窑生产的稳定顺行，也对提高设备作业率起重要作用。链箅机-回转窑不同部位耐火材料的选择，必须考虑不同部位的使用条件，有针对性地选择耐火材料的材质、结构和施工干燥条件，考虑热膨胀性能、锚固结构的匹配，同时重视耐火材料的破损调查工作，根据具体的破损原因进行耐火材料的改进，以获得良好的使用效果。
    在链箅机系统中，预热初始部分侧墙下部距箅床附近受冲刷严重，使用寿命短；在冲刷过度的情况下，可能会导致炉墙坍塌；预热后半部分炉顶受冲刷严重，容易引起炉顶跑火和塌顶事故的发生。耐火材料的损毁主要是由于含有大量粉尘的烟气冲刷造成。链箅机采用的耐火材料主要有轻质莫来石浇注料、耐磨的高铝浇注料，有些浇注料中使用了锚固砖。

    回转窑用耐材须考虑结圈的处理和高温性能

    回转窑炉衬一般采用带锚固件的高铝莫来石预制砖和同种材质浇注料相间隔混合砌筑。这样的结构可以避免在圆形筒体内出现一块损坏后，其他部位也相继剥落的情况，预制砖的质量优于现场施工，炉衬质量可以得到保障。在炉窑运行过程中，预制砖和砖间浇注料的断裂多发生在铆固件与砖的界面，钢制铆固件膨胀量比较大，砖与浇注料的膨胀系数相对较小。预制砖中如果铆固件没有处理，铆固件的膨胀容易引起砖和浇注料的膨胀断裂。
    从球团回转窑早期的预制砖组成分析看，预制砖中氧化铝的含量（质量分数）为67.75%，含莫来石的组成；从实际的矿物相分析看，其骨料主要为矾土、部分莫来石相；基质成分计算的组成（质量分数）为：Al2O3 53.53%，SiO2 38.29%，CaO 2.67%，TiO2 2.90%，K2O 1.61%，MgO 0.55%，Na2O 0.45%。现场取样的高铝浇注料的骨料全部为矾土，且颗粒较大，因此如用高铝浇注料充填预制砖的缝隙，浇注料的膨胀系数与预制砖的膨胀系数差异较大，容易造成断裂破坏。预制砖常温抗压强度大，而高温抗折强度仅为0.3MPa，表明预制砖的高温性能并不理想。从矾土骨料的形态与结构看，抗热破坏的能力不高。低水泥莫来石浇注料的高温抗折强度为1.9MPa，而荷重软化温度为1510℃，这种浇注料和预制砖的性能比高铝浇注料要强。
    回转窑耐材破损的一个重要原因就是结圈。结圈严重，不利于球团在窑内的运行，加重了炉窑的重力负荷，容易造成炉衬的剥落破坏。清理结圈也容易破坏炉衬。如果球团矿中硅多钙少，无法形成铁酸钙，低熔点物多，在窑壁容易形成较厚的黏结层，影响回转窑的正常运行。在炉窑的破损调查中发现，残余的预制砖基质中SO3含量高，SiO2含量高，与灰分有关系。预制砖与结圈物界面的化学渗透反应过程主要表现在FeO、CaO、Al2O3的成分变化，球团中的FeO、Al2O3往耐火材料中扩散反应，耐火材料中的CaO往结圈的球团中扩散反应，从而导致耐火材料基质的弱化。要解决结圈问题，除了解决形成结圈物的来源外，还要考虑工艺的因素和耐火材料的抗结圈性能，阻止FeO、Al2O3的渗透反应。
    在砌筑过程中，如果采用砖与浇注料相间砌筑，砖与砖缝隙小，浇注料就不容易振捣均匀，在某些部位，就可能形成空心或不均，因而影响材料的使用寿命。要改善回转窑的使用状况、减少检修时间，除了调整预制砖的材质、增强抗热破坏能力外，还要尽量使得结构致密，砖型要减少热应力破坏，调整铆固件的配置和处理方法，减少结构剥落。
    影响回转窑窑衬使用寿命的因素主要包括耐火材料性能与施工质量不适当，窑壳椭圆度、窑内物料结圈和物料对炉衬冲击的影响，以及锚固件的结构和设置等。强化耐火材料的抗热破坏、抗热剥落、耐磨损性能，从操作制度上做到配好料、造好球，强化链箅机的干燥预热，才能有效地防止回转窑的破坏性结圈，从而延长窑衬的使用寿命。

    环冷机用耐材从材质、结构和烘烤条件等方面改进

    环冷机系统不同部位炉衬结构破坏的原因主要表现在以下方面：一是大块球团物料的连续冲击磨损造成的破坏；二是耐火材料无法承受过于频繁的急冷急热升降温，比如受料区温度最高可达1100℃到1300℃，如果使用浇注料，档次较低，容易开裂破损，寿命缩短；三是炉衬的锚固结构设计有缺陷，锚固件高温受热极易变形，不能完全承受炉衬耐火材料重量；四是有些部位材质设计有问题，比如使用浇注料，炉衬得不到良好的烘烤，抢修施工必须以极短的时间来赶工期，往往是浇注料刚施工完毕就立即升温生产，浇注料衬体无法得到有效的养护，往往还没有达到初凝强度，就被大块物料砸掉。
    环冷机系统炉衬耐火材料的改进主要从材料的选择、砌筑方式的改变、锚固结构和材质的变化、炉衬烘烤条件的改变上着手。对于短寿命的一冷段、二冷段炉罩平顶，将一冷段的吊挂砖由未烧成的磷酸盐砖优化为烧成高铝砖，将炉顶改为低水泥浇注料，设计采用了烘烤设备对改造部位进行了整体烘烤，最终使使用寿命由几个月延长到接近2年。