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烧结点火炉炉衬耐火材料损毁原因分析

发布日期: 2019-08-14 10:49:48    阅读量(124)    作者:

烧结点火炉是生产高炉用烧结矿和球团矿的重要热工设备,生产过程中将铁矿粉、燃料、熔剂按一定比例配好混匀后,装入烧结机点火烧成。点火温度一般为1200-1300℃,烧成温度可达1300-1500℃[1]。高温下烧结混合料和点火炉炉衬接触,粘附在炉墙上,并与耐火材料发生反应,造成化学侵蚀,对点火炉使用寿命影响很大[2]。目前点火炉普遍采用吊挂砖、浇注料、保温材料的复合炉衬结构,炉墙内侧采用低水泥高铝质浇注料,炉衬寿命较短,一般不到2年[3]。本文对某大型烧结厂点火炉的大修情况进行了跟踪和破损调查,并取样分析,探讨了炉衬损毁原因。

1 破损调研

某厂烧结机为450m2,设计年产量400万t,在点火炉大修期间对炉衬破损情况进行了跟踪和调研。通过调研发现点火炉炉顶、横梁挂渣严重,并且有耐火浇注料局部脱落的现象,烧嘴区域也有裂纹,如图1、图2所示。

2 微观分析

对炉衬各部位吊挂砖进行了取样,并利用扫描电镜进行了微观形貌观察和能谱分析,结果示于图3、图4、图5和图6中,相对应的能谱分析结果列于表1、表2、表3和表4中。

图3中1#灰黑色区域以SiO2为主,还含有Al2O3、CaO;2#浅灰色区域主要为Al2O3、Fe的氧化物和少量CaO。

图4中1#灰黑色区域为Al2O3晶粒;2#白色区域以SiO2、Fe的氧化物为主,还含有Al2O3、TiO2;3#浅灰色区域以SiO2为主,还含有Al2O3、CaO。


砖渣交界处存在3种物像,图5中上部偏向原砖部分深灰黑色、浅灰色物像较多,下部偏渣部分,白色物像较多。1#灰黑色区域以SiO2为主,还含有Al2O3、CaO;2#浅灰色区域主要为Al2O3、Fe的氧化物和少量CaO;3#白色区域主要为Fe的氧化物,并含有少量Al2O3。

图6显示渣中也存在3种物像,深灰黑色、浅灰色物像较少,白色物像较多。1#白色区域主要为Fe的氧化物,并含有少量Al2O3、TiO2;2#灰黑色区域以SiO2为主,还含有Al2O3、CaO;3#浅灰色区域主要为Al2O3、Fe的氧化物和少量CaO。

综上所述,吊挂砖主要物像为深灰色,以Al2O3、SiO2为主,并含有CaO、Ti、Fe等杂质,为莫来石材质。砖和挂渣交界处以浅灰色物像为主,主要为Al2O3、Fe的氧化物和少量CaO,推断为铁铝酸盐,是莫来石砖与以Fe为主要成分的渣在高温下反应形成。渣中存在3种物像,白色物像较多,深灰色、浅灰色物像较少。白色物像主要为Fe的氧化物,并含有少量Al2O3、TiO2。深灰色区域以SiO2、Al2O3为主,还含有CaO,推断为被渣侵蚀析出的莫来石颗粒。浅灰色区域主要为Al2O3、Fe的氧化物和少量CaO,为砖、渣反应产物。分析推断,点火炉炉衬损毁的主要原因是由于炉衬挂渣中氧化铁的扩散,它侵蚀了耐火材料的基体。

3 结论

通过破损调查的结果分析,烧结混合物在高温下与点火炉炉衬接触,粘附到点火炉炉墙上,形成挂渣。粘附在炉墙上的挂渣通过耐火炉衬上的孔隙、裂缝进入其内部,主要成分氧化铁逐渐扩散,与耐火材料发生反应,使其变质、侵蚀直至开裂、脱落。

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