石灰竖窑耐火砖内衬损坏机理分析
发布日期： 2018-09-06 10:08:14 阅读量（720） 作者：某厂石灰竖窑预热带、煅烧带结瘤严重,瘤子最大厚度可达800mm,内衬损坏比较严重,特别是预热带距窑顶约1.5m部位四周工作层损坏一大半,有2m长距离,东侧损坏较西侧轻,预热带耐火砖损坏主要是由热应力和化学侵蚀共同造成的,内衬破损情况见图1。在煅烧带下部和冷却带衬砖损坏较轻。
图1 内衬破损示意图
石灰竖窑内衬损坏机理分析
(1) 煅烧带上移造成预热带承受高温反应。
其原因:一是风气配分失调;二是引风过大;三是出灰量少或出灰时间间隔过长。
(2) 石灰石碱性氧化物易与硅酸硅质耐火砖在高温下发生化学反应。
其中CaO与Al2O3在熔融温度为1545℃的条件下,生成3CaO·Al2O3。由于原料带入杂质中有Fe2O3,在熔点为1415℃时生成4CaO·Fe2O3·Al2O3,在窑的高温区,当局部产生超过1400℃高温时,此部位的衬砖就会产生低熔物熔化而熔融损坏。而在正常的煅烧温度范围内,石料带入的杂质(泥沙中含有SiO2、Na2O、K2O)和石灰石在一起与硅酸铝质耐火砖反应生成3CaO·Al2O3为基质的四元、五元矿物,其熔点更低。同时在高温条件下,在窑壁处已分解的CaO沿着衬砖工作面的气孔侵入与砖内的岩相发生化学反应,也会生成上述有关低熔点盐类,使砖的工作面被侵蚀软化,这种侵蚀会不断向砖内部渗透扩散,同时衬砖受热应力作用以及在高温下砖内部的重结晶体积膨胀,使砖的工作面产生龟裂导致结构疏松,为以后的坏损埋下隐患。
(3) 窑壁效应的影响。
竖窑生产不可避免的存在“窑壁效应”,有时由于窑透气性不好,通风阻力增大,可形成较大的“窑壁效应”,使窑周易出现超过1400℃高温,如前面所述预热带东侧比西侧损毁轻的原因,就是布料偏析产生窑壁效应后,东侧透气性差,而西侧透气好,造成高温偏析所至(针对这一现象在后边如何改进有所论述),当煅烧带上移之后,在燃烧区窑周形成1400~1500℃的高温,使用的粘土砖或高铝砖会很快损坏。
(4) 窑壁结瘤的影响。
窑壁挂上比较薄的一层瘤子(结圈),对窑内衬可以起到一定的保护作用,避免耐火砖裸漏在火焰之中,如果瘤子较厚就影响窑内的风量分布及下料顺畅,就起到了反作用。我厂使用的石灰石,杂质含量时常超标,尤其雨季,泥沙附着在石灰石上一起入窑煅烧,从观察孔很容易看到结瘤现象。杂质与CaO在高温下反应生成4CaO·Fe2O3·Al2O3、CaO·Al2O3及熔渣粘结在窑壁上,形成窑壁挂瘤。在高温下瘤块越结越大、越结越牢,还可能增加砖体内的液相量,降低砖的强度。受物料冲击拉动,一旦瘤块剥落将会把耐火砖拉松或随瘤块一起脱落。在一套窑衬砖使用的后期时常有衬砖粘带掉落现象,可见窑衬的使用后期,结瘤是影响炉龄的重要因素。
(5) 停窑的影响。
该厂6×155m3白灰竖窑使用高炉煤气做燃料,高炉顺行,才有可能得到稳定的煤气供给。由于近几年公司技改项目较多,用煤气的地方多,管网煤气不够平衡,致使竖窑经常性的勒令停窑,随后又重新升温,这就意味着耐火砖又要经历一次冷热交变的过程。耐火砖经历急冷急热,内部容易开裂,一层一层剥落,在停窑恢复生产后,在成品链板上发现有的瘤子上面还有0.5cm左右厚的耐火材料,这是由于经常临时停窑后温度应力造成的。
(6) 窑衬砖砌筑质量的影响。
砌筑质量的好坏直接影响窑的运转周期。如果砌筑的不好而产生掉砖现象。窑及局部会出现高温,严重时窑皮会见红,砖环之间要留有一定的温度变化缝隙,是为耐火砖受热膨胀而留下的空间。如果砖缝太小,耐火砖受热膨胀而造成相互挤压而破碎,也会影响使用寿命;如果耐火泥的水分比较大或砖缝耐火泥不饱满且较厚,在点火烘窑过程中由于水分的剧烈蒸发,就会产生大的收缩缝或裂纹,为衬砖的掉落埋下隐患。
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