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4條1000t·d-1石灰回轉(zhuǎn)窯分別于2008年8月8日、9月14日、12月14日、12月20日點(diǎn)火投產(chǎn),試生產(chǎn)后經(jīng)過(guò)各部門的共同努力,整條生產(chǎn)線一次性投產(chǎn)成功,目前已經(jīng)正常生產(chǎn)并達(dá)產(chǎn)達(dá)效,順利地通過(guò)了考核、驗(yàn)收。這標(biāo)志著第一次全面國(guó)產(chǎn)化的大型活性石灰回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線已經(jīng)取得了圓滿成功。在試生產(chǎn)過(guò)程中耐火材料出現(xiàn)了一些問(wèn)題,主要是窯體耐火磚和轉(zhuǎn)運(yùn)溜槽澆注料出現(xiàn)不同程度的損壞。下面分別就這兩方面問(wèn)題進(jìn)行闡述。
01
窯體耐火磚
回轉(zhuǎn)窯砌筑使用的耐火材料從窯頭起依次為:低水泥澆注料、鎂鋁尖晶石磚、擋磚圈高鋁磚、鎂鋁尖晶石磚、高鋁磚、粘土磚加輕質(zhì)高鋁磚、低水泥澆注料。本次出現(xiàn)問(wèn)題的是預(yù)熱帶的粘土磚加輕質(zhì)高鋁磚,因輕質(zhì)高鋁磚粉化,導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)粘土磚掉落。預(yù)熱帶掉磚部位見圖1。
預(yù)熱帶掉磚的具體現(xiàn)象如下:隔熱層的輕質(zhì)高鋁磚出現(xiàn)斷裂、粉化,造成工作層優(yōu)質(zhì)粘土磚下部出現(xiàn)空隙,繼而塌陷、掉磚。在施工設(shè)計(jì)階段,為減輕窯的負(fù)荷,同時(shí)為了減少窯的散熱損失,回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱帶隔熱層采用了隔熱性能優(yōu)良的輕質(zhì)高鋁磚,工作層采用優(yōu)質(zhì)粘土磚。經(jīng)多次分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因,基本認(rèn)定為:
(1)目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的輕質(zhì)高鋁磚因生產(chǎn)工藝和配方改變,導(dǎo)致其耐磨性下降,在使用過(guò)程中因受力導(dǎo)致粉化。以后涉及相關(guān)工程,建議避免使用輕質(zhì)高鋁磚,以免類似事故重復(fù)發(fā)生。
(2)筒體變形產(chǎn)生應(yīng)力導(dǎo)致輕質(zhì)高鋁磚粉化。窯筒體和輪帶由于制造方面的缺陷導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)變形,產(chǎn)生應(yīng)力,使輕質(zhì)高鋁磚出現(xiàn)斷裂、粉化,造成掉磚。
(3)開工初期由于設(shè)備問(wèn)題和生產(chǎn)需要導(dǎo)致操作制度不穩(wěn)定,窯體升溫和降溫頻繁,使耐火磚頻繁經(jīng)受升溫和降溫的波動(dòng)考驗(yàn),影響了耐火磚的使用壽命。
出現(xiàn)掉磚現(xiàn)象后,由于生產(chǎn)需要必須盡快處理。現(xiàn)場(chǎng)的解決辦法是采用粘土磚代替輕質(zhì)高鋁磚,或者將粘土磚加長(zhǎng),取消輕質(zhì)高鋁磚隔熱層,使用至今已有6個(gè)月,情況良好。然而由于隔熱性能的降低,窯殼溫度隨之升高,窯尾托輪處窯殼溫度高達(dá)260℃以上,對(duì)相關(guān)設(shè)備形成了考驗(yàn)。建議以后設(shè)計(jì)時(shí)考慮采用隔熱措施,如采用在磚的底部增加硅酸鈣陶瓷板隔熱層,降低窯殼溫度。
另外,在燒成帶擋磚圈處,設(shè)計(jì)采用的是LZ-75高鋁磚,擋磚圈正好處在燒嘴火焰集中區(qū)域。生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)高鋁磚嚴(yán)重收縮,導(dǎo)致周邊鎂鋁尖晶石磚松動(dòng),產(chǎn)生掉磚風(fēng)險(xiǎn)。擋磚圈位置示于圖2。后來(lái)將Y5和Y2更換為鎂鋁尖晶石磚,使用情況良好。但同樣帶來(lái)了窯殼溫度升高的問(wèn)題,該處窯殼溫度高達(dá)400℃,對(duì)窯筒體的強(qiáng)度產(chǎn)生很大影響。以后類似工程可考慮將擋磚圈位置避開火焰集中區(qū)域,或者在磚的底部增加硅酸鈣陶瓷板隔熱層,也可以把磚型設(shè)計(jì)成板凳磚型,以有效降低窯殼溫度。
02
澆注料
澆注料的問(wèn)題分為兩類:一是澆注料在施工過(guò)程中凝結(jié)速度的問(wèn)題;二是在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的澆注料質(zhì)量問(wèn)題。
(1)在施工轉(zhuǎn)運(yùn)溜槽和窯尾澆注料時(shí),發(fā)現(xiàn)澆注料在施工幾天后仍然沒有強(qiáng)度,導(dǎo)致該部位澆注料返工。
問(wèn)題剖析:由于各方面原因,影響工程拖期長(zhǎng)達(dá)數(shù)月,然而澆注料供貨廠家按照正常的合同工期供應(yīng)澆注料,加上現(xiàn)場(chǎng)空氣濕度大,直接導(dǎo)致澆注料因水泥失效而不能凝固,失去了強(qiáng)度。經(jīng)與廠家聯(lián)系,重新供應(yīng)了水泥,但又出現(xiàn)了澆注料凝結(jié)速度過(guò)快的現(xiàn)象,原因是攪拌機(jī)距離施工點(diǎn)較遠(yuǎn),澆注料混配完畢,沒等送到施工點(diǎn)便已開始凝固,影響施工質(zhì)量。
解決辦法:將1臺(tái)小型攪拌機(jī)送至窯內(nèi),澆注料直接在施工點(diǎn)旁邊混配,混配后立即施工,省去了倒運(yùn)時(shí)間,收到了明顯效果。
(2) 在生產(chǎn)過(guò)程中,4條回轉(zhuǎn)窯先后多次發(fā)生轉(zhuǎn)運(yùn)溜槽澆注料局部磨損并掉落現(xiàn)象,表現(xiàn)為轉(zhuǎn)運(yùn)溜槽中下部局部溫度逐漸升高,最高達(dá)600℃,外部鋼板呈暗紅色。停窯后進(jìn)窯內(nèi)觀察,發(fā)現(xiàn)該處澆注料已磨出凹坑,露出鋼板,錨固件也被磨光。轉(zhuǎn)運(yùn)溜槽澆注料掉落部位示于圖3。
與寶鋼5號(hào)窯相同,該部位澆注料均使用氧化鋁含量70%的低水泥澆注料,并且以前的400t·d-1、600t·d-1窯也都使用相同理化指標(biāo)的澆注料,均未發(fā)生類似的問(wèn)題。出現(xiàn)澆注料脫落現(xiàn)象后,澆注料生產(chǎn)廠家也多次派技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)處理,但一直沒有找到更好的解決辦法。為了不影響鞍鋼的生產(chǎn)需要,中冶焦耐工程技術(shù)有限公司項(xiàng)目部將生產(chǎn)廠家更換,重新澆注后使用效果良好。
經(jīng)過(guò)分析,原澆注料生產(chǎn)廠家提供的澆注料沒有達(dá)到使用壽命的原因主要是中溫(1093℃)強(qiáng)度不夠,在訂貨技術(shù)附件中明顯標(biāo)明澆注料使用溫度為1100℃。澆注料理化指標(biāo)見表1。
對(duì)比先后使用的兩種產(chǎn)品,兩者在體積密度和抗壓強(qiáng)度上有明顯的不同,原澆注料生產(chǎn)廠家的澆注料中骨料質(zhì)地較疏松,更換廠家的骨料質(zhì)地致密,配方亦有不同,因而使用效果也明顯不同。
03
結(jié) 論
中冶焦耐工程技術(shù)有限公司設(shè)計(jì)的4條1000t·d-1活性石灰回轉(zhuǎn)窯在試生產(chǎn)過(guò)程中窯體耐火磚和轉(zhuǎn)運(yùn)溜槽澆注料出現(xiàn)不同程度的損壞。針對(duì)耐火材料出現(xiàn)的問(wèn)題,提出了相應(yīng)的解決辦法,采取了改進(jìn)措施。耐火材料改進(jìn)后的石灰回轉(zhuǎn)窯使用情況良好,并收到明顯的效果。