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分析碱性砖砌筑石灰窑炉工作层的因素

更新时间:2020-07-13 15:16

  国内某知名炼钢厂现有2座150m3(1#、2#)和1座170m3(3#)的石灰竖炉,均以焦炭作燃料,用来焙烧炼钢用冶金石灰,随着钢产量的大幅度提高及转炉溅渣护炉技术的应用,冶金石灰需求量上升,3座竖炉均处于满负荷状态,按照往年情况每3-4年竖炉大修1(更换全部炉衬砖),这样平均每年都有1座竖炉大修,大修期间冶金石灰需外购,质量、产量均不稳定,对转炉炉钱操作带来不利影响,以下是对碱性砖砌筑石灰窑炉工作层的因素分析:

  (1)窑壁效应:混料式竖窑存在不可避免的“窑壁效应”,而石灰煅烧时低温(正常煅烧温度1150℃)慢烧的操作,炉内供风压力较低,可形成较大的“窑壁效应”,使炉周围易出现1400℃的高温,大面积的石灰竖炉周助燃风可以得到很好的预热,在煅烧带炉壁形成1400-1500℃的高温,当炉衬为黏土砖或高铝砖时,会很快损坏。

  (2)局温反应:石灰石碱性氧化物,能与黏土砖、高铝砖在高温下发生化学发应,其中CaO与砖中A12O3可以产生不一致熔融温度为1545℃的3Ca0·A12O3,由于原燃料带入的杂质中含有Fe203,还可以产生熔点为1415°的4Ca0·Fe203·A12O3。在竖窑的高温区域,当局部产生超过1400℃的高温,炉衬为黏土砖或高铝砖,则此部位的衬砖就会产低熔物熔化而熔融损毁,而在正常的煅烧范围内,由于燃料灰分(SiO2、Fe203、A12O3)等与石灰石带入的杂质(泥沙中含有K20、Na2O)参与,石灰与黏土砖、高铝砖中的A12O3化合形成以3Ca0·A12O3为基质的四、五元矿物,熔点更低。

  (3)结瘤:黏土质和高铝质炉衬易形成炉结瘤,结瘤的形成破坏力炉内助燃气体的正常运行,物料下行亦不顺,进而形成偏窑,使石灰中既有生烧又有过烧,质量较差,在竖炉操作上不得不进行打瘤作业,作业条件很差,而且瘤块在打落成自然脱落时会把炉衬砖拉断,当炉衬残存不多时,还会发生局部炉衬砖拉脱并导致其上部衬砖的脱落。

  (4)变更砖的材质:采用磷酸二氢铝不烧砖工作时,它是磷酸铝结合高铝质耐磨砖,由于磷酸二氢铝是氢氧化铝与磷酸制得的一代磷酸铝,具有较强的凝胶性,同时由于磷酸二氢铝本身是磷酸铝与高铝质耐火材料作用的结果,这种材料在高温环境下(1300-1500℃),一般含有较多的剥落相,特别是当材料中含有较多的Si02较多时,随着SiO2含量的提高,玻璃相含量的提高就更显著,由于存在上述有利于固相与液相烧结的因素,这种材质的气孔率比普通烧成砖底,表面不易湿润,熔渣不宜渗入其内,故一般皆具有较高的抗渣性,其常温强度和弹性模量都较高,耐磨性也好。

  (5)镁砖的性能分析:镁砖耐火度虽然较高吗,但由于其基质组合成分主要是CMS-M2S系统,其荷重软化温度不高(1500℃左右)。焦炭燃烧点呈点状分布,局部燃烧温度很高(与风速与焦炭粒度有关),很可能达到或接近镁砖的荷重软化温度,造成衬砖软化,影响衬砖的使用寿命,同时镁砖热震稳定性较差(2-3次),在料为部位(上炉门下0.7m)受到料位上下波动、停送助燃风的影响,温度变化较大,不利于镁砖工作。