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采用碱性砖砌筑石灰竖炉工作层因素分析

编辑:保温砖 时间:2021-01-26 浏览:
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次(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、产量不稳定,对转炉炉前操作带来不利影响。下文对其采用采用碱性砖砌筑石灰竖炉工作层因素分析,具体如 下:

1、局温反应

石灰是碱性氧化物,能与黏土砖、高铝砖在高温下发生化学反应,其中CaO与砖中Al2O3可以产生不一致熔融温 度为1545℃的3CaO·Al2O3。由于原燃料带入的杂质中含有Fe2O3,还可以产生熔点为1415℃的4CaO·Fe2O3·Al2O 3。在竖炉的高温区域,当局部产生超过1400℃高温时,炉衬为黏土砖或高铝砖,则此部位的衬砖就会产生低熔物熔 化而熔融损坏。而在正常的煅烧范围内,由于燃料灰分(SiO2、Al2O3、Fe2O3等)与石灰石带入的杂质(泥沙中含有K 2O、Na2O)参与,石灰与黏土砖、高铝砖中的Al2O3化合形成以3CaO·Al2O3为基质的四、五元矿物,其熔点更低。

2、窑壁效应

混料式竖炉存在不可避免的“窑壁效应”,而石灰锻烧是低温(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。山东耐火砖 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。

3、结瘤

黏土质和高铝质炉衬易形成炉结瘤。结瘤的形成破坏了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,而且瘤块在打落或 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作工作衬,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℃),一般含有较多的玻璃相,特别是当材料中含有SiO2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,这种材料的气孔率比普通烧成砖低,表面不易润 湿,熔渣不易渗入其内,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,耐磨性能也较好。

5、镁砖的性能分析

镁砖耐火度虽然较高,但由于其基质组合成分主要是CMS-M2S系统,故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),轻质保温砖 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),在料位部位(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,不利于镁砖的工作。

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