国内外耐火砖解析
来源:    发布时间: 2019-03-05 15:55   399 次浏览   大小:  16px  14px  12px
  近年来,国内耐火砖生产工艺发展迅速,高性能耐火材料使用寿命不断延长,不断推动耐火砖国产化的进程。焚烧炉内原有耐火砖采用日本进口炉砖,自2012年7月使用至今约3.5年。对炉内体测厚后,发现炉内耐火砖腐蚀明显,最薄处已减少至原厚度的1/1
  近年来,国内耐火砖生产工艺发展迅速,高性能耐火材料使用寿命不断延长,不断推动耐火砖国产化的进程。焚烧炉内原有耐火砖采用日本进口炉砖,自2012年7月使用至今约3.5年。对炉内体测厚后,发现炉内耐火砖腐蚀明显,最薄处已减少至原厚度的1/10。为保证安全生产,利用本次检修更换炉内耐火砖,同时在保证炉砖质量的前提下,使用国内耐火砖以降低采购成本。炉砖质量、烘炉过程、废液酸碱性、炉温、开停工次数等均是炉砖寿命的影响因素。本文将从炉砖质量、废液酸碱性、烘炉过程三方面着手,提出延长耐火砖寿命的改良意见,以达到安全长周期、增效低成本的运行理念。
  焚烧炉耐火砖结构大致分为隔热砖、普通耐火砖、高温耐火砖、灰泥、玻璃纤维、浇注料 。隔热砖为轻质砖,紧贴焚烧炉壳体。普通耐火砖位于直筒段中下部,一部分与隔热砖配合使用,一部分紧贴焚烧炉急冷槽部位(图1中③标示);高温耐火砖(图1中②标示)位于直筒段中上部,与隔热砖配合使用(图1中①标示)。灰泥一方面用作粘附隔热砖与耐火砖,一方面用作隔热砖(或耐火砖)与壳体粘附;纤维棉用作管口与耐火砖缝隙的填补;浇注料用于修复破损的耐火砖。
  测量后得知:H0、H6区段(焚烧炉顶部及底部)基本无腐蚀;H1、H2区段(直筒段下部)腐蚀较轻;H3、H4、H5(直筒段上部)有明显腐蚀发生。H5至H6区段(上椎体)腐蚀最大。根据生产经验,炉砖上附着的钠盐厚度约30mm,则上述7个测量点中,耐火砖最大腐蚀厚度=(3500-3300-2X30)/ 2=70mm,耐火砖的制造厚度为230mm,则耐火砖整体减薄厚度约在1/3以上。尤其是H5和H6之间安装废水喷嘴的位置处,耐火砖最薄处厚度仅为20cm。
  3 炉砖腐蚀情况
  3.1 H0、H1炉体底部急冷槽构图
  钠盐附着在炉体急冷槽四周,具有保护耐火砖的作用。但附着过多,会增加急冷槽的承载负荷,不利于设备本体。故检修期间,会适量清除急冷槽上的钠盐,特别是导流孔上的钠盐。从上图可看出此部分耐火砖未有减薄迹象。
  3.2 H2、H3、H4炉体直筒段构图
  直筒段的耐火砖有明显裂缝,说明在相邻耐火砖之间的粘附物“灰泥”有脱落情况。灰泥脱落一方面会减弱耐火砖之间的附着力,一方面炉砖间隙过大会进一步加剧耐火砖腐蚀。鉴于此段耐火砖厚度有所减薄,故本次对此部分耐火砖进行了更换。
  3.3 H5至H6之间炉体上椎体构图
  炉内上椎体区段耐火砖腐蚀最为明显。其中喷嘴处耐火砖经测量最薄处仅为20mm(原厚度230mm)。上椎体共计六处喷嘴,其四周均有明显的“喇叭口”痕迹。此为原炉砖厂家为防止影响喷嘴雾化效果,而特意采用的设计。但此设计将会减薄上椎体耐火砖厚度,并不利于炉砖寿命。故本次更换耐火砖时,将缩短炉体外部喷嘴管口长度并延伸炉内喷嘴长度约3~5cm,解决废水雾化问题。
  3.4 炉体顶部构图
  顶部耐火砖完好,未有腐蚀痕迹,不进行此区段炉砖更换。
  (1) Al2O3耐火砖中Al2O3为α- Al2O3晶体结构,故又称刚玉结构。结构紧密,拥有耐化学腐蚀特性。属于惰性氧化物,几乎和酸碱不发生化学反应。然而,厂家在生产莫来石耐火砖时,由于煅烧工艺差异,可能会导致γ- Al2O3无法全部转化为α- Al2O3,而γ- Al2O3属立方紧密堆积晶体,不溶于水,但能溶于酸和碱,是典型的两性氧化物,故γ- Al2O3的引入会导致炉砖腐蚀加剧。在选定炉砖厂家时,对于砖的烧结工艺应作为考量的重点工作。
  (2) SiO2硅质耐火材料能抗酸性渣腐蚀。属于弱酸性耐火材料。高温时,炉内还原性气体渗透到耐火砖中会与SiO2发生反应。如SiO2+H2=H2O+SiO,而SiO具有高渗透性,会渗入耐火砖材料内部,腐蚀炉砖。故该指标宜控制低。
  (3) ZrO2氧化锆纤维是一种多晶质耐火纤维材料。化学稳定性及抗氧化性能好,热导率小,具有抗冲击性、可烧结性等。ZrO2的耐酸碱腐蚀能力大大强于SiO2和Al2O3。不溶于水,溶于硫酸及氢氟酸;微溶于盐酸和硝酸。优质的耐火砖,将会利用CaO作为锆质耐火材料稳定剂,减少ZrO2晶体流失到炉渣中。
  (4) GrO2有毒,耐酸碱性极佳。不溶于水,难溶于酸。GrO2在1600℃煅烧后变为紫红色,可作为锆铬刚玉莫来石砖是否达到煅烧温度的判断依据。炉砖中铬含量越高,抗侵蚀能力越强,但铬含量越高,会使炉砖抗震性能下降,易致炉砖出现块状脱落。一般认为操作温度以上,每增加100℃,高铬砖的侵蚀速率会增加4倍。http://www.cqxtnhz.com/