文獻互助
摘要
玻璃熔窯的結構和作業制度,近些年來發生了很大的變化。熔窯的產量有了很大的提高,產品質量也提高了。電熔耐火磚的導熱性比陶瓷耐火磚高,采用電熔耐火磚使窯體的熱損失大大增加。有關計算表明,用電熔耐火磚代替陶瓷耐火磚后,向周圍介質的熱損失增加1~2倍。此外,熔化溫度提高100℃,使蓄熱室式池窯總的熱平衡中經窯體的熱損失增加8~10%。因此,熔化部液面上排池壁磚的冷卻更顯重要,這對熔窯壽命有很大影響。以前的文章中曾指出過,目前對鋯磚
]]>耐火磚納觀結構的標尺長度為納米(nm或l0-9m)。納觀結構領域主要研究耐火磚中晶體、晶界和玻璃體的結構。納觀結構在很大程度上決定了耐火磚的本質,極大影響耐火磚的真密度、熱膨脹、比熱容、導電性以及抗侵蝕、抗水化、耐真空性等很多重要性質。
耐火磚微觀結構的標尺長度為微米或(um或10-6m)。微觀結構領域是耐火磚工藝的主要研究內容之一。在微觀結構領域,主要研究耐火磚的骨料和基質中,主晶相、結合相、氣孔相、玻璃相或雜質的組織形式,各相數量多少、 尺寸大小、分布寬窄、形貌特征以及結合方式對性能的影響。對于同種耐火磚,顯微結構的差異常常對性能有著決定性的影響。
耐火磚細觀結構的標尺長度為毫米(mm或l0-3m)。細觀結構也是耐火磚工藝研究的主要內容。在細觀結構領域,主要研究粗骨料、細骨料以及基質的種類、品質、數量、粒度和分布對耐火磚性能的影響,通過選擇或調整工藝參數來最大限度發揮耐火原料的特性,改進耐火磚的性能。
耐火磚宏觀結構的標尺長度為米(m)。宏觀結構是耐火磚應用技術的主要的研究內容,也是耐火磚工藝人員需要掌握的內容。宏觀結構主要研究合理地設計、砌筑、使用或維護窯襯,通過減輕窯襯的工作負荷和提高隔熱效果。以最大限度發揮現有耐火磚的功能。
耐火磚是一種十分復雜的無機非金屬顆粒復合材料。耐火磚的物理化學性能、損毀機理、使用壽命都可以通過調控其化學成分、組織結構加以改變。水泥行業的科技人員主要通過選擇現有耐火磚,合理設計窯襯結構,改善窯襯的砌筑和使用來提高耐火磚的壽命。
]]>在部分小型熔窯的熔化區,耐火材料會產生氣體或氣泡,這也是個很重要的問題。一般來說,只有熔窯前端的耐火材料有釋放氣體的現象才會影響制品的質量。
在正常作業中,直接接觸玻璃液的部分溫度是比較溫度的,但在烤窯或涼窯時耐火材料的抗熱沖擊性就顯得尤為重要。
在如何選用耐火材料上,多取決于玻璃液的成分和遭受玻璃液侵蝕的暴露面,與水平暴露面相比,池壁多有垂直暴露面,表面上形成的顆粒物會在重力作用下脫落下來,在池壁的材料選擇上就更為重要。
1、側墻
單層的側墻在玻璃液液位線的部位,被侵蝕的速度更快,程度更高。玻璃液面可用外部空氣來冷卻,液面以下可使用保溫材料,保溫材料可選擇耐火黏土磚,防止玻璃液透過磚體之間的縫隙侵蝕保溫材料。玻璃液液面處的受侵蝕程度影響著側墻磚的使用壽命,受侵蝕的速度隨熔窯中的溫度變化變化。對液面冷卻,可減緩側墻磚受侵蝕的速度。全電熔窯中沒有液面線,除電極周圍外受侵蝕的程度比較均勻。
磚縫是熔窯的薄弱部位,受侵蝕程度更高,因此,在直接接觸玻璃液的部位應選用大磚來減少磚縫,熔制不同的玻璃可選用 不同的耐火材料。
在雙層或多層的結構中,砌層之間的水平磚縫易受向上鉆蝕作用,向上鉆蝕作用的程度取決于水平磚縫的大小。
2、投料端墻
所處環境與池壁基本相同,在投料熔化時會放出氣體,使玻璃液發生較大的紊流,對玻璃液面區域可能會造成侵蝕。由于要配合料層的運動,輻射熱被掩蔽,使得溫度變化劇烈,耐火材料的選用上可與池壁保持一致。
3、投料口
連續投料的情況較少,溫度波動大,不連續投料時會引起耐火材料溫度的波動。在熔窯中投入熔結的熟料后,可能會造成一定的侵蝕或磨損。
4、流液洞
連通橋墻和花格墻,用于實現熱變換,對從熔化帶至澄清帶和向各成型機分配玻璃的系統中的玻璃液進行熱調節。在熔窯中屬于最易受侵蝕的部位,多表現為鉆蝕作用。在標準的流液洞結構中,蓋板磚和護面磚與玻璃接觸的向下表面具有很大的面積。
本部位受鉆蝕程度更均勻,應選用致密的耐火材料,選用致密的耐火材料也有利于冷卻措施。
本部位是熔窯中對產生結石最敏感的區域之一,由鉆蝕作用帶來的侵蝕產物會進入到流出的玻璃液中,在選用材料時應選擇抗侵蝕性最強的耐火材料,對不同的熔制玻璃也可選用不同的耐火材料。
5、橋墻/端墻
與流液洞較近,易給玻璃帶來缺陷,當熔化帶和澄清帶之間缺少良好的空氣循環時,溫度會較高。
6、橋墻
熔化帶內的窯砍,兩邊都接觸玻璃液,受侵蝕速度快,缺少保護性的熱梯度來降低表面溫度和減緩侵蝕。由于受侵蝕速度快,可能產生條紋和結石。
7、窯底
最易受到液相侵蝕,鉆蝕較少。侵蝕產物會在重力作用下留在表面,在選材上可使用抗侵蝕性較差的耐火材料。在熔窯玻璃液對流和窯內負荷的變化下,易使玻璃產生缺陷。
在窯底鼓泡區域會產生局部的紊流,在此區域內應選用抗侵蝕性更好的耐火材料。與窯底磚的習慣鋪砌分開,使用較厚的熔融澆鑄耐火材料,在熔窯壽命的均衡一致上,能防止因分層結構所引起的干擾破壞。
混合有金屬雜質的玻璃配合料對窯底結構會產生嚴重的影響,金屬最容易在窯底沉積,侵蝕窯底,只有在少數情況下,金屬會在玻璃液中直接被還原出來。
窯底結構可根據不同種類玻璃的熔制來進行調整。
]]>現狀調查
三鋼三明本部擁有6座高爐總計4110m?,2座100t轉爐、3座10t轉爐工藝設備,年產鐵能力達560萬t以上,三鋼鐵路線上及煉鋼廠一煉鋼車間內部的鐵包全部采用100t鐵水包。隨著該公司產量不斷增加,生產節奏也明顯加快,鐵水包的頻繁周轉經常因壽命低以及低溫凍包導致提前下線維修,給高爐和煉鋼的連續性生產帶來一定壓力。鑒于鐵水包周轉在冶煉系統生產中的重要作用,該廠從2014年起組織相關技術人員進行鐵水包管理使用的工藝研究活動,從整體上理順鐵水包使用環境。
原因分析
3.1鐵水包包齡
影響100噸鐵水包壽命的因素:
一是鐵水包本身的耐材修砌結構方式不合理及耐材本身材質質量影響。包口部位為采用整體澆筑打結,渣線處采用高鋁質耐火磚砌筑,由于包處口冷渣鐵需及時清理,頻繁扒渣、鉤渣等操作,對包口和渣線結合處耐火磚造成損壞或松動,導致渣鐵從該部位滲入包壁永久層與工作層之間,累積結塊向內擠壓工作層,導致工作層出現豎裂紋;渣鐵會沿永久層磚縫外滲,極易造成鐵水包滲鐵及包殼發紅現象事故。永久層原先為砌筑2層粘土質T29磚,厚度為64mm,由于修砌存在較大磚縫且循環使用,對滲出來的鐵水不能有效阻擋。鐵水包包底工作層采取的鋁碳化硅材質的磚襯耐材,其機械抗沖擊性能不足,易受侵蝕。鐵水包渣線處耐材易侵蝕和粘渣,致使提前下線維修包底或者處理包口粘渣,造成鐵水包壽命下降的和周轉個數的增多。
二是鐵水包烘烤制度執行不到位。因生產節奏因素,修砌好的鐵水包沒有按規范操作進行熱包上線接收鐵水;并且未能匹配好接收鐵水時間,導致冷空包接收高溫鐵水居多,易導致鐵水包磚襯的熱震性差,加快耐材的侵蝕及引起包襯滲鐵現象。
三是高爐出鐵高度距包底8-10米,鐵水對包底落鐵點的沖擊嚴重,加大包底侵蝕快;高爐每個鐵次的最后一個包的出鐵量不可避免地偏少,易造成粘包;根據生產經驗,高爐護爐或者檢修復產后鐵水含[Si]、[Ti]等元素超過標準值或檢修復產鐵水物理熱低于1400℃,鐵水粘度將增大,容易造成粘包,影響鐵水包的正常使用。四是由于100t鐵水包是常規敞口包,在高爐出鐵和鐵路運行過程中會損失巨大的熱量,所以保溫效果差,導致鐵水溫降大,容易包口結渣圈,直接影響鐵水包的使用和壽命。并且還造成環境的污染,工人工作環境惡劣,生產成本增加。
3.2鐵包溫降
鐵水運輸過程中損失的熱量主要以鐵水上表面和鐵水包內襯散熱為主。空鐵水包敞口運行,散熱面積成倍增加,包襯溫度急劇下降,熱量損失更加嚴重,當接受鐵水時,有的包襯已經發黑,滯留鐵水凝固。熱量損失導致鐵水上下溫度不均勻。通過統計分析,影響三鋼鐵水包熱損失的因素有以下幾個方面:
(1)操作因素:根據統計,高爐出鐵鐵水裝入量不一致,當鐵水包內的鐵水重量少時鐵水溫降高于正常滿包(凈空還有300mm);鐵水表面覆蓋保溫材料不均勻,原先人工布料經常存在“山丘狀”布料堆的缺陷,覆蓋面積只有40%~50%,表面仍有50%~60%的鐵水散熱。
(2)鐵包結構因素:原先鐵水包未采用絕熱保溫層進行保溫處理,散熱大。
(3)管理因素即鐵水包的使用周期,也就是空包和滿包時間的長短,在實際運輸時間的標定中,發現兩個環節耽誤時間較多:一是出鐵后等待鐵包車機車拉出的時間較長;二是鐵水包到煉鋼廠后等待翻包的時間較長,這兩部分時間占整個運輸時間的1/3。
采取的措施
4.1鐵水包修砌方式改進及措施
(1)永久層由原來磚砌2層改為修砌3層粘土T29磚,如圖1所示。原有100t鐵包永久層粘土磚T29為標準設計,其邊角為直線,永久層上下層修砌時,在砌筑過程中易出現較大的三角縫,鐵水包在使用過程中常有鐵水由該三角縫滲入存在安全隱患。通過優化T29粘土磚磚型設計,將平面改為弧形設計,減少鐵水包砌筑過程的三角縫,同時磚縫控制在≤1mm以內,提高永久層安全使用性能。
▲100t鐵水包改進前后的施工圖紙
(2)提高鐵水包的磚襯材質,采用微膨脹Al2O3-SiC-C材質進行改進,表1為改進后鐵水包主要材料理化性能指標,減少鐵包運行冷熱收縮造成的膨脹縫,包壁厚度由原先高度為100mm更改為230mm,減少磚縫數量,減少耐材熱脹冷縮的引起滲鐵現象。包壁工作層設計厚度由原先160mm更改120mm。從包底到包壁的磚型砌筑,采用一層厚度150mm的工作層進行修砌實現平滑過渡,以應對高溫鐵水的旋轉沖刷。
▲表1 改進后鐵水包主要材料理化性級指標表包底沖進區工作層部位侵蝕最嚴重,采取兩個措施:第一重點提高材質,采用砌筑剛玉質Al2O3-SiC-C加強磚,該材質具備優良的抗渣性,熱震穩定性;并將其厚度由原先的200mm更改為230mm,同時將膨脹系數大的高鋁質火泥更改為高強度的Al2O3-SiC-C火泥,提高該部位的高溫耐磨性。第二在包底沖擊區中心磚上方采用一層50mm厚的剛玉質澆筑料,減少鐵水對包底前期沖刷侵蝕,提高包底的使用壽命。三鋼通過在鐵水包包襯結構上工藝改進,實現包襯內各部位的磚侵蝕均勻平滑,無磚縫、無剝落等問題。經現場測量15#、26#、17#鐵水包的殘磚厚度,包壁工作層包磚的侵蝕速率為0.045-0.055mm/每爐,包底凹坑侵蝕的深度由原來的180mm減少到現在的100mm左右,鐵水包包底侵蝕原因下線大幅度下降。
(3)匹配好鐵水包包口胎膜尺寸,通過采用高鋁質耐火澆注料整體打結一次成型,避免出現凸臺,實現澆注料和磚頭平滑過渡,加強包口部位耐材的整體性能。另外,將原來焊接的拉釘長度由6mm加長為12mm,便于掛緊澆注料,以增加強度和使用壽命。減輕頻繁鉤渣對包口耐材的損壞,以防止從包口部位永久層與工作層間滲鐵,并能有效節約維修用材料。
4.2優化烘烤制度
(1)原先未修砌后的鐵水包放置時間12h,改進后砌筑完成后放置24h后進行烘烤,以確保鐵包內的材料性能穩定。
(2)重新制定鐵水包烘烤制度,小火烘烤時間:室溫10h升溫至200℃,升溫速度:10℃/h,保溫4小時。中火烘烤時間:16h升溫至600℃,升溫速度:25℃/h,保溫4h。大火烘烤時間:16h升溫至1100℃,升溫速度:35℃/h。溫度和烘烤時間達到要求,停止烘烤,即可紅包上線投入使用。針對包襯、包底工作面損傷進行及時的小修作業,按烘烤曲線進行烘烤(大火烘烤12h)后上線使用。煉鋼操作工要嚴格按照新的烘烤制度的要求執行烘烤。新包上線后鐵水包包口炸裂的情況明顯改善。
4.3粘渣處理
(1)針對100t鐵水包的敞口包散熱造成結渣,三鋼主要通過拋灑高性能覆蓋保溫劑(主要成分炭化稻殼)來對鐵水進行保溫,可以延緩鐵水包的結渣速度。規定操作工拋灑保溫劑工作必須認真仔細,保證拋灑均勻足量,一般要求拋灑高性能覆蓋劑按0.4~0.7kg/t的加入量,確保均勻覆蓋鐵水表面。
(2)針對鐵水包鐵水包傾翻后殘留有少量鐵水,包口粘有渣鐵。包口的渣鐵會導致這些鐵水在鐵水包運行過程中,反復循環使用時凝固積累厚,通過加強鐵水包的巡視點檢,發現包口粘有渣鐵現象及時下線處理。
(3)通過采用鐵包包口防黏渣料(主要成分為含Al2O3及結合劑混合涂料)噴涂鐵水包渣線及包口減少掛渣和冷鋼,使渣鐵自動脫落或粘黏不勞,大大降低刮渣次數和比例,減少刮包口對鐵水包包口的侵蝕和沖擊,采用噴涂防黏渣劑后,鐵包刮包口平均可以減少勾渣頻率1.76次/百爐,處理比例下降61%,低包齡下線的鐵包減少65%。
4.4提高鐵水包保溫措施
(1)鐵水包采用納米絕熱板保溫,通過在鐵包包殼內加貼單層厚為5mm×2納米絕熱板,減少包殼散熱,降低鐵水溫降,通過測量包殼溫度和鐵水溫度對比絕熱型鐵水包與非絕熱型鐵水包(無貼)溫降情況。可以看出,鐵路線上絕熱型鐵水包鐵水包殼溫度較正常包低22.92℃,同時通過測量鐵水包載鐵水時間隔30min后鐵水溫度,對比過程溫降。結果為絕熱型鐵水包溫降速率為0.61℃/min,非絕熱型鐵水包溫降速率為1.25℃/min,能夠有效起到鐵包保溫效果。
(2)鐵水包隨車加蓋保溫,三鋼積極結合生產實際情況推進加蓋保溫技術應用,在鐵水包車上安裝車載集成供電和控制單元及電控設備防護鋼板設計,通過車載液壓驅動裝置,實現保溫蓋及機構的開閉操作,如圖2所示。2017年鐵水包隨車加蓋保溫方案在該廠試驗情況,通過現場測量及跟蹤試驗數據,初步得出加蓋空包可減少包內溫度損失30~50℃,滿包下加蓋鐵水包對比敞口包可減少鐵水溫降約8~10.5℃左右,一方面有利于提高耐材使用穩定性和使用壽命,另一方面消除凍鐵、及鐵皮粉塵飛揚現象,具有良好的環保效益。
▲圖2 鐵水包隨車加蓋設備設計圖
(3)加強鐵水包管理,縮短鐵水包運輸時間。該廠生產管控中心統一協調下達調度命令,加快鐵水包周轉率,煉鐵廠應盡量縮短出鐵時間,充分利用鐵包的容積,盡量出滿包。統籌煉鋼生產計劃,減少煉鋼廠壓鐵水包時間;加強高爐物料結構配比操作,提供優質低S鐵水,同時充分利用100噸鐵水包凈空優勢,三鋼煉鋼——煉鋼采取鐵水包“一包到底”工藝,實現空包出鐵——鐵路運輸——重包轉爐兌鐵,減少煉鋼兌鐵站兌鐵處理,提高鐵包周轉效率,降低過程溫降。2017年一包到底命中率達56.6%,入爐鐵水溫度為1326℃。通過加強鐵水包管理,2015-2017年鐵水包周轉達提高至4.3次/日,其中6#高爐鐵水包達5次/日以上。
取得的效果
5.1通過3年的工藝研究活動的深入開展和摸索,制定并落實了一系列行之有效的措施,鐵水包使用環境得到優化,因鐵水包滲鐵穿包等事故得到全面遏制。
5.2鐵水包使用的關鍵技術指標明顯改善,鐵水包周轉效率逐步提高,基本實現了紅包周轉,對煉鋼區生產提供了有效保障,其中:鐵路線上鐵水包包齡提高141爐,車間鐵水包壽命提高225爐;入爐鐵水溫度提高了13.6℃,鐵水包個數減少10個,鐵水包周轉次數提高0.8次。對比2014年,2015-2017年平均技術指標見表2:
▲關鍵指標統計
5.3鐵水包加蓋保溫能有效的降低空包溫降,負載鐵水時可減少鐵水溫降約8~10.5℃左右;同時消除凍鐵、及鐵皮粉塵飛揚現象,綠色環保降低環境污染。
結 語
鐵水包的使用貫穿于煉鐵高爐、鐵路、煉鋼轉爐整個生產過程,鐵水包的運行周轉狀況、使用壽命、保溫情況等關鍵指標的好壞,對保障整個冶煉系統生產順行有著極其重要的作用。通過本次工藝研究活動,使得鐵水包周轉逐步走向正軌,有力地保障了冶煉系統正常生產秩序,也為今后進一步優化鐵水包使用管理積累了寶貴的經驗。
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物理性質
白云石多為白色、灰色、肉色、無色、綠色、棕色、黑色、暗粉紅色等,透明到半透明,具有玻璃光澤。集合體通常呈粒狀;晶體結構類似方解石,常呈菱面體。摩氏硬度:3 ~4 ;密度2.86~3.20g/cm3,遇冷稀鹽酸起泡;白云石煅燒分為兩個階段:在730~740℃鈣鎂碳酸鹽中MgCO3開始分解,產生MgO和CO2。當溫度繼續升高到大約910℃時,白云石中CaCO3才開始分解反應。此時二氧化碳全都被除去,并生成氧化鈣及氧化鎂的混合物。
儲量與分布
白云石是一種用途非常廣泛的非金屬礦產,是地球上重要的鈣鎂資源,有著極其豐富的蘊藏量。我國白云石資源豐富,許多地區均有分布,現已探明儲量40億噸以上,白云石資源遍及我國各省區,特別是山西、寧夏、河南、吉林、青海、貴州等省區。
產 地
我國白云石資源豐富,且多產于震旦紀的巖層中,如東北的遼河群、內蒙的桑干群、福建的金甌群。遼寧東半島、冀東、內蒙古、山西、江蘇、湖北、湖南、廣西、貴州等地。
白云石的應用
白云石廣泛應用于冶金、耐火材料、建材、陶瓷、玻璃、化工、農、林業、環保節能等領域,是一種可以進行多項開發與利用的非金屬礦產資源,并且隨著現代科學技術的發展,白云石的開發、應用已深入到社會發展的各個領域,成為一種極具經濟價值的礦產資源。
①耐火材料
白云石作為堿性耐火材料的重要原料之一,主要用于煉鋼轉爐襯,平爐爐膛,電爐爐壁,其次用于爐外精煉裝置和水泥窯等熱工設備。白云石可制作白云石磚;白云石磚做爐襯時,采用噴補白云石噴補料的方法,可使煉爐的壽命顯著提高。
②煉鎂工業
原料粒度為30~120mm的白云石是生產金屬鎂的重要原料。白云石冶煉鎂的方法主要分為兩大類,電解法和硅熱還原法,電解法工藝流程復雜難以取得經濟效益,所以小型鎂廠不宜采用此法;硅熱還原法是將白云石煅燒后與硅鐵、螢石混合制成球,在1100℃真空爐內加熱,還原產生鎂蒸汽及其他物質,再將鎂蒸汽冷卻后回收并鑄成鎂錠。
③生產鎂化合物
白云石可以生產碳酸鎂、氧化鎂、硫酸鎂氫氧化鎂等鎂的化合物。。目前,生產的碳酸鎂主要有以下三種:輕質碳酸鎂、輕質球狀碳酸鎂和輕質透明碳酸鎂。輕質碳酸鎂是無機化工基本原料,主要用于制造鎂鹽、氧化鎂、單質鎂、防火材料、印刷油墨、陶瓷、日用化工、橡膠制品的填充劑和補強劑,還可用于造船、鍋爐、煉鋼、玻璃、顏料、醫藥等行業。氧化鎂作為填充劑,在工業上廣泛應用于橡膠、搪瓷、電線電纜等行業。硫酸鎂晶體(MgSO4·7H2O)又稱瀉利鹽,應用于醫藥、農業、水泥、印染、食品等方面。
④生產玻璃
白云石和石灰石是玻璃原料中除硅砂和蘇打粉外的第三大組分。瓶罐玻璃生產中,蘇打粉是最貴的組分,加石灰石可以部分取代蘇打粉,但會產生不良影響,而采用引入白云石中氧化鎂的辦法能進一步降低成本。白云石在玻璃工業中還能提供氧化鈣,加入純堿—灰質—硅質體系,起到熔劑作用。此外,白云石還可以減少玻璃老化、阻止大氣或水分產生的化學侵蝕、改善彩色玻璃的可塑性、提高玻璃強度。
⑤生產陶瓷
坯料及釉料中采用白云石,引入MgO和CaCO3成分以代替滑石和方解石。MgO的作用是:改變混料系統成分,從而降低坯體的燒成溫度;促進石英的溶解和莫來石的形成,增加石英用量,減少長石用量,從而增加坯體的透明度。釉料中加入白云石較添加方解石的釉不易煙熏,且很少發生析晶現象。
⑥生產涂料
白云石可以制得新型體質顏料。其化學成分穩定,具有耐候性、防沉性、粉末細、易分散、白度高、成本低、工藝獨特等諸多優點,可供各種油漆使用。生產的涂料具有能夠降低鈦白粉的用量、硬度大、手感好、流感好、附著強等特性,應用效果好于重質碳酸鈣。
白云石的燒結作用
由于白云石組成含有47.72%的CO2,它受熱分解后,能使白云石產生極大的失重或收縮,而且各氧化物之間也要發生一系列的反應,因此必須先將白云石煅燒成性質和體積穩定、質地致密的燒結白云石熟料,才能用于制耐火磚。
白云石原料在1000℃以下反應得到的產物為輕燒白云石,又叫苛性白云石。輕燒白云石的相對密度低,只有1.45左右,機械強度很小,氣孔率和化學活性較高,極易吸水潮解,故而不能直接用作制磚原料。
當白云石經過1700~1800℃煅燒后,石灰、方鎂石的晶體尺寸達到較大值,而且體積穩定,具有抗水化性,不含或含有少量的游離CaO,體積密度達到3.0~3.4 g/cm3時,就叫死燒白云石。
]]>耐火澆注料分散劑的作用有:
(1)降低澆注料拌合用水量,降低制品或砌體的氣孔率,提高體積密度;
(2)降低水泥用量,有利于提高澆注料純度;
(3)改變澆注料流動性能,易于施工,提高施工效率;
(4)可配置流態澆注料,以實現管道輸送新拌澆注料;
(5)可實現澆注料自流平、自密實作用;
(6)可配置高密度、高強度澆注料。
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]]>關于更多澆注料詳細情況,請關注:m.lzhuahui.com
]]>各種原因造成窯爐蓄熱室格子體堵塞,換熱效率下降,甚至格子體坍塌,不得不提前熱換格子磚情形偶有出現,或因窯壓過大,處理不及時,導致窯體損壞嚴重,造成窯齡短而提前冷修,對生產穩定和成本均造成很大影響。
1 蓄熱室格子體堵塞原因
1.1 格子磚結構受
(1)格子磚制造過程有瑕疵,如原料品位不高,燒結程度低,導致磚體強度不夠;
(2)裝運中受外力沖擊破損、砌筑時,存在裂紋的格子磚未能挑出,烘烤時因膨脹,裂紋加劇;
(3)堿性格子磚,因被水淋或存放于潮濕環境中時間長,受潮水解;
(4)蓄熱室隔墻歪斜或倒坍(特別是硅質隔墻),磚掉落至格子體上面,硅磚與鎂質格子磚發生共熔;
(5)烤窯時,膨脹縫設計、控制不當,致蓄熱室結構損壞。
1.2 設計、工藝操作
(1)前墻與1#小爐間距過小;1#小爐支煙道閘板開度太大,導致飛料增加,侵蝕加劇;
(2)配合料水份過低,細粉過多,飛料大量進入蓄熱室格子體,導致阻塞;
(3)火焰長、燃燒器角度不好、分支煙道設定不當等不正常燃燒,導致火焰對配合料堆形成沖擊,特別是熔化前區第1、2對小爐飛料多,造成格子體頂面結料沉積;
(4)熱工參數設定不合理、熱修不及時、導致窯體燒損嚴重。
1.3 燃料渣油中含V 量過高(>100×10-6)
燃燒后產生的V2O5與鎂磚中的CaO反應,生成3CaO·V2O5,一方面使鎂磚中的CaO/SiO2比值發生變化,改變結合相組成;另一方面液態3CaO·V2O5還會侵入鎂磚內,促使方鎂石再結晶長大,使磚體龜裂粉化。
1.4 硫酸鹽沉積
因配合料、燃料中均含有硫酸鹽及硫化物,格子體中低溫區不可避免會導致其沉積,而純堿中Cl-含量高時,因其揮發性強,導致硫酸鹽沉積效應加劇。冷修拆除格子體會發現,中低溫區格子體(800~1 100 ℃)區域,即格子體高度從底部開始,第15~25層,通常為硫酸鹽沉積區,氣流通道明顯變小或完全堵塞,甚至粘結在一塊,很難拆除。
2 蓄熱室格子體結構
現有浮法窯爐大型熔窯蓄熱室格子體通常為箱型結構,普遍采用筒型磚(第二代,Chimney Block)做格子磚,也有在蓄熱室中上部,采用電熔十字AZS磚(第三代,Cruciform),雖然耐侵蝕性好,但價格昂貴且其單位格子體的受熱面積不如筒形磚,筒型堿性磚取代可滿足要求,除對耐侵蝕有特殊要求時才采用,條形磚則只在燒煤氣等較短窯齡上使用。
為實現對窯爐燃燒氣氛的控制需要,通常采用半連通方式對格子體進行分隔。從節約成本角度,提高煙氣熱量回收效率,有采用前區3對小爐連通,后區單獨分隔;或兩兩分隔之方式來構筑蓄熱室格子體。
筒型格子磚,被廣泛采用的有:TL& TG 14/15 、17/15兩種,其對應格孔氣流通截面尺寸分別為:140 mm×140 mm、170 mm×170 mm;高度、壁厚分別為150 mm、40 mm。格子體受熱面積分別為:15.97 m 2/m3、13.90 m 2/m3 。TL較TG 型因四個立面下部有開口,增強氣流擾動,換熱效率更高,在不影響格子體整體結構安全前提下,盡可能采用TL型筒形磚。
3 格子體維護疏通方法
蓄熱室格子體頂面高度,通常較玻璃液面高100~120 mm,整體高度通常為8~9 m,以最大限度利用格子體換熱效率,保證氣流在格子體整個寬度上分布相對均勻。格子體的疏通方法基本有四種,即工藝疏通法、人工捅渣法、專用燒槍燒渣法和更換格子磚法。
3.1 工藝疏通法
所謂工藝疏通法就是通過調整工藝制度使蓄熱室內格子體溫度升高,從而使格子孔內硫酸鹽燒熔并流到蓄熱室下部的沉渣室,進而達到疏通格子體的一種方法。此操作方法適用格子體堵塞初期,格子體剛開始堵塞,但還沒有完全堵塞時的蓄熱室格子體疏通。
工藝疏通法操作時,首先確定堵塞的蓄熱室,在需要監控的部位安裝熱電偶,然后通過提高支煙道閘板開度或增加熱負荷或放長火焰或延長換火時間來提高格子體溫度,當格子體溫度達到硫酸鹽熔點以上時,堵塞在格子體中的硫酸鹽就會在重力的作用下流到蓄熱室沉渣室,從而使格子體得到疏通。
在使用工藝疏通法時應注意可能會對玻璃品質造成的影響,另外要特別注意爐條碹的溫度,確保爐條碹和格子體的安全。
3.2 人工捅渣法
人工捅渣法是保窯工在蓄熱室沉渣室內,用帶尖頭的鋼管將堵塞在格子孔內的硫酸鹽或其它雜物捅松動并使其掉在蓄熱室底部的一種格子體疏通方法。這種方法多用于蓄熱室中下部堵塞以及格子體頂部飛料蓋帽堵塞清理。
人工捅渣法使用的工具除特制的鋼管外,還可以使用蘭竹片。由于蘭竹片韌性較好,可以更好的保護格子磚不被外力所破壞,但其使用操作方法較使用鋼管復雜。人工捅渣法疏通蓄熱室格子體,不需要提高格子體的溫度,對爐條碹比較安全,但若是操作不當則可能會破壞格子磚,除此之外其勞動強度也較大,此方法應少用,但如將此法和工藝疏通法結合使用,則效果更好。
3.3 專用燒槍燒渣法
燒槍燒渣法就是使用特制的燒槍將格子孔內的爐渣主要是硫酸鹽加熱到熔點,使其熔化后流到蓄熱室沉渣室,從而使格子體疏通的一種方法。專業燒槍有天然氣槍、LPG氣槍和柴油槍三種。天然氣和LPG氣槍結構簡單,控制方便,而柴油槍結構復雜,控制相對困難。
使用燒槍燒渣時可將燒槍槍頭制作成幾種類型。在目標墻上預留有格子體燒孔的熔窯,可以使用彎頭燒槍,選擇在蓄熱室外部疏通,在沒有預留孔的熔窯上即可選擇在扒灰門處開孔疏通,也可選擇在沉渣室內將槍架到爐條碹上格子孔內疏通。但不論使用哪種燒槍都要注意火焰溫度不要過高,以免損壞格子磚。隨著燒的次數的增加,疏通頻率會不斷提高,且一次比一次難燒。到熔窯運行后期,周邊會有越來越多的格孔成為死孔,燒渣的方法所起的作用會越來越小。
此外在格子體堵塞嚴重時也考慮使用專用熱風發生器,控制熱風發生器加熱速率10 ℃/min,監控爐條碹的溫度<1 000 ℃,其它格子體分段部位的溫度也要低于安全溫度,這樣將蓄熱室整體溫度升高,從而使原來堵塞格子體內的堵塞物全部燒熔而流下。此方法優點是疏通效率高,可以使采用其它方法較難處理的邊角部位以及堵塞特別厚實致密部位得以疏通;缺點是疏通成本高,疏通過程中若控制不當可能造成格子體局部溫度過高而遭到破壞,嚴重時可能會造成疏通后格子體局部垮塌現象。
需要特別提醒的是,由于燒渣法基本原理是高溫短時間強制熔化硫酸鹽,難免造成硫酸鹽高溫分解釋放出SO2氣體,從而使煙氣中SO2氣體含量急劇增加。以500 t/d普通天然氣浮法窯爐為例說明,對單個格子體使用燒渣法疏通,煙氣中SO2氣體含量可從正常狀態下<200 mg/m3增加到>1 000 mg/m3,因此使用燒渣法之前,一定要做好煙氣脫硫準備,在未建設脫硫裝備的玻璃廠,不建議使用該方法疏通格子體。
3.4 更換格子磚法
隨著窯齡的增加,格子體堵塞也日益嚴重,格子磚在熔窯廢氣的侵蝕下本身已有部分破損,加上疏通格子體時格子磚難以避免的損壞,可能格子體已有局部垮塌,在個別設計不合理或磚材質量不過關的熔窯甚至會出現格子體某一層面大面積垮塌現象,這時就需要更換格子體。
更換格子磚屬于窯爐熱修范疇。更換格子磚時用水包擋住小爐口的熱氣流,將支煙道閘板閘死,打開熱修門,待格子體溫度降低后,熱修人員開始更換格子磚。更換格子磚,操作難度大,維護費用高,不到最后一般不用。
4 總結
熔窯一旦投入運營,格子體設計、選材、砌筑質量就已成定局,無法再改變。可同樣設計的窯爐,實際運營堵塞情況往往相差較大,不同的工藝控制水平決定了格子體出現堵塞情況的早晚。處理格子體堵塞方法眾多,但疏通次數越多對格子磚本身損害也越大,因此,生產過程中更應努力控制工藝操作水平,嚴格把控原料質量,在疏通時間、疏通頻率及生產質量之間找到一最佳匹配值,以使格子體使用壽命和熔窯整體設計壽命匹配。
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輕質耐火澆注料屬水硬性澆注料,適用于各種窯爐內襯隔熱層、浮法玻璃窯爐煙道密封澆注料,具有導熱系數低、隔熱保溫性能好、線收縮性小、澆注整體性好、干燥強度好等特點。重質耐火澆注料主要用作工業窯爐熱工設備內襯及密封材料。按結合劑性能分粘土、高鋁、無機類耐火澆注料,它們分別以水硬性和高溫狀態下達到自身性能的特點,耐火澆注料具有耐酸強度高、抗侵蝕、抗熱震性、耐磨、抗剝落,適用于水泥窯中小高爐爐缸,工頻感應電爐熔槽,均熱爐脫硫罩,高爐風管回轉窯及各種煙道、酸、槽等部位。
應用范圍:工業窖爐壁襯或高溫工業窖爐背襯隔熱層、電加熱爐爐門、雙察孔、燒咀磚有色、黑色金屬熔溝、槽。
以上內容由平順小編所總結,關于更多澆注料詳細情況,請關注:m.lzhuahui.com
]]>耐材之窗網訊,遼寧地區輕燒鎂粉市場行情低迷,市場交投平淡。
受環保檢查影響,營口地區部分廠家停產,但市場貨源供給仍顯過剩。由于菱鎂礦品品質下降,輕燒鎂粉價格也表現疲軟。價格上,85輕燒鎂粉主流報價多在700-800元/噸,90輕燒鎂粉主流報價在850-1100元/噸,廠家多靈活調整價格,客戶需求多有自己不同的小指標,對硅鈣含量、體密等有不同的要求,廠家多根據小指標來報價。
下游需求方面,筆者隨機抽查了十家廠家,除耐火材料行業里,輕燒鎂球、燒結鎂砂、電熔鎂砂以外,在化肥以及建筑行業等也多有應用。
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