硅磚在罐式煅燒爐中摧毀是怎么回事

罐式煅燒爐使用期限，多數(shù)是依據(jù)爐體的技術(shù)狀況及操作維護決定的，國內(nèi)罐式煅燒爐的使用期限一般為6~8年,有的使用壽命長達十幾年。但是,硅磚質(zhì)量不穩(wěn)定、砌筑質(zhì)量差,使用維護不當，壽命短的只有3~4年而導(dǎo)致被迫停爐大修,使投資效益降低,成本增高。表1中示出了某罐式煅燒爐工作5年后各部位的破損狀況。從表中可見，罐式煅燒爐的主要 損毀方式可概括為三種：一是結(jié)焦，二是燒熔，三是燒裂或變形。

表1以下具體分析各種損毀的原因。

1、結(jié)焦原因分析

爐壁或火道的結(jié)焦是常見的損毀方式,但結(jié)焦是—個長期形成的過程，主要原因是石油焦中的灰分和揮發(fā)分引起。石油焦灰分中含有Al2O3、MgO、K2O、Na2O等金屬氧化物，附著于爐壁上的這些金屬氧化物與硅磚中的SiO2在高溫下形成玻璃態(tài)低熔點物，使硅磚表面局部呈熔融狀態(tài)。投料過程中，溫度較低的物料會被粘附于爐壁上形成結(jié)焦。結(jié)焦的另一個原因是石油焦揮發(fā)分過大，大量的揮發(fā)分從石油焦中逸出，如果石油焦中揮發(fā)分的含量偏高，揮發(fā)分的逸出速度大于其流動速度時,大量的揮發(fā)分蒸氣滯留在料罐上部導(dǎo)致溫度降低，蒸氣冷凝成液體,黏附在罐壁上即形成結(jié)焦。由于罐壁結(jié)焦的存在，會出現(xiàn)下列問題：

(1) 引起煅燒爐大面積棚料。例如某公司煅燒系統(tǒng)投產(chǎn)運行一年多的時間內(nèi)，由于_直沒有進行過空罐清理作業(yè)，導(dǎo)致罐壁兩側(cè)的結(jié)焦厚度達到20 cm左右，出現(xiàn)了大面積的棚料現(xiàn)象。

(2) 引起煅燒爐下火或放炮現(xiàn)象。由于頻繁結(jié)焦棚料,煅燒過程中石油焦揮發(fā)分不能正常逸出，部分揮發(fā)分隨著排料下降到碎料機處，當高溫的揮發(fā)分遇到空氣后,就會出現(xiàn)下火或放炮現(xiàn)象。

(3) 引起煅燒爐各罐溫差過大。由于煅燒爐頻繁棚料導(dǎo)致石油焦揮發(fā)分逸出困難,使各火道的溫差較大,煅燒爐很難平穩(wěn)運行，不但影響煅燒質(zhì)量還能引起各孔道掛灰和堵塞現(xiàn)象。

上述這些問題直接影響到煅燒爐的使用壽命及煅后焦的品質(zhì)。

2、燒熔原因分析

燒熔損毀主要是因為煅燒過程中爐溫控制不當， 出現(xiàn)局部溫度偏高所致。但石油焦中的雜質(zhì)與耐火材料的反應(yīng)現(xiàn)象也不容忽視。這是因為石油焦灰分中Al2O3、MgO、K2O、Na2O等金屬氧化物在1 300℃以上能與硅磚形成低熔物而使磚面局部軟化導(dǎo)致燒損。另外，由于石油焦中的硫含量偏高，石油焦在煅燒過程中，揮發(fā)分和水分基本排除,而大部分硫分殘留在石油焦中。罐式煅燒爐的主體部分由硅磚組成，石油焦中硫?qū)璐u存在侵蝕現(xiàn)象。隨著硫含量的增加,侵蝕作用越嚴重。原因之一是硫與硅磚的主成分SiO2的反應(yīng);原因之二是硫與硅磚中CaO的反應(yīng); 原因之三是還原氣氛下在磚面反應(yīng)生成FeS、KFeS2和CaS等：

由此可見,在煉焦工藝中控制煅燒溫度和石油焦中硫的含量，同時在硅磚制磚工藝中控制CaO含量并提高 硅磚密度,是預(yù)防煅燒爐燒熔損毀的關(guān)鍵。

3、裂紋和變形原因分析

爐體變形和產(chǎn)生裂紋的原因有多個方面：一是硅磚質(zhì)量不合格,磚中的殘余石英含量較高，在高溫下發(fā)生晶形轉(zhuǎn)變從而導(dǎo)致磚體膨脹開裂或變形;二是硅磚的尺寸偏差較大或砌筑質(zhì)量不合格導(dǎo)致爐體使用后變形或開裂;三是煅燒爐烘爐不科學(xué)或爐溫控制不合理導(dǎo)致的熱震開裂;四是揮發(fā)分與硅磚的反應(yīng)導(dǎo)致的開裂，這是因為石油焦中的硫除以單質(zhì)形式存在外,大部分以硫化物或硫酸鹽的形式存在，煅燒過程中形成的SO2和SO3氣體與硅磚中的硅酸二鈣反應(yīng)生成CaSO4,該過程中產(chǎn)生較大的體積膨脹,造成罐壁火道等部位產(chǎn)生裂紋。

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